UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE AGRONOMIA E ZOOTECNIA Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical

BIOMETRIA, INCIDÊNCIA DE FUNGOS, SINTOMAS DE DEFICIÊNCIAS EM MACRONUTRIENTES E ALELOPATIA EM coriacea MART & ZUCC. E Kielmeyera grandiflora (WAWRA) SADDI ()

CARLA SPILLER

CUIABÁ-MT 2019 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE AGRONOMIA E ZOOTECNIA Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical

BIOMETRIA, INCIDÊNCIA DE FUNGOS, SINTOMAS DE DEFICIÊNCIAS EM MACRONUTRIENTES E ALELOPATIA EM MART & ZUCC. E Kielmeyera grandiflora (WAWRA) SADDI (CALOPHYLLACEAE)

CARLA SPILLER Bióloga

Orientadora: Profª. Drª. MARIA DE FÁTIMA BARBOSA COELHO

Tese apresentada à Faculdade de Agronomia e Zootecnia da Universidade Federal de Mato Grosso, para obtenção do título de Doutora em Agricultura Tropical.

CUIABÁ-MT 2019 Dados Internacionais de Catalogação na Fonte.

S756b SPILLER, CARLA. BIOMETRIA, INCIDÊNCIA DE FUNGOS, SINTOMAS DE DEFICIÊNCIAS EM MACRONUTRIENTES E ALELOPATIA EM Kielmeyera coriacea MART & ZUCC. E Kielmeyera grandiflora (WAWRA) SADDI (CALOPHYLLACEAE) / CARLA SPILLER. -- 2019 90 f. : il. color. ; 30 cm.

Orientadora: MARIA DE FATIMA BARBOSA COELHO. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agricultura Tropical, Cuiabá, 2019. Inclui bibliografia.

Ficha catalográfica elaborada automaticamente de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).

Permitida a reprodução parcial ou total, desde que citada a fonte.

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE AGRONOMIA E ZOOTECNIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA TROPICAL Av. Fernando C. da Costa, nº 2367 – Cidade Universitária- 78060-900 – Cuiabá – MT. Telefone/Fax (65) 3615.8618. E-mail: [email protected]

CERTIFICADO DE APROVAÇÃO

Título: BIOMETRIA, INCIDÊNCIA DE FUNGOS, SINTOMAS DE DEFICIÊNCIAS EM MACRONUTRIENTES E ALELOPATIA EM Kielmeyera coriacea MART & ZUCC. E Kielmeyera grandiflora (WAWRA) SADDI (CALOPHYLLACEAE) Autor (a): CARLA SPILLER Orientador (a): MARIA DE FÁTIMA BARBOSA COELHO

Aprovada em 27 de Fevereiro de 2019. Comissão Examinadora:

Dra Leime Kobayasti Dra Maria de Fátima Barbosa Coelho Examinadora Interna - UFMT Orientadora - UFMT

Dra Oscarlina Lúcia dos Santos Weber Examinadora Interna - UFMT Dra Carla Maria Abido Valentini Examinadora Externa (IFMT/ Campus Cuiabá - Bela Vista)

Dra Cristiane Ramos Vieira Examinadora Externa (UNIC/Universidade de Cuiabá)

DEDICATÓRIA Entre fraldas, brinquedos e mamadeiras, dedico aos meus filhos amados; Emanuelly (5 anos) e Gesian (2 anos)

AGRADECIMENTOS À Deus sobre todas as coisas. Agradeço aos NÃOS recebidos da vida os quais em muitos momentos, foram meu incentivo na persistência dessa conquista. A minha família pelo amor, apoio e compreensão. A minha mãe Geni, pelo colo e amor incondicional, ajuda em todos os sentidos em todos os momentos, sem medidas, meu eterno amor e gratidão. A minha orientadora Fátima Coelho, por seu conhecimento, amizade e disposição sem igual. Minha admiração profunda. A banca avaliadora por todas as contribuições e correções dispensadas a mim, minha gratidão. A Universidade Federal de Mato Grosso, ao Programa de Pós-graduação em Agricultura Tropical, pela oportunidade e realização do doutorado. A CAPES, através da concessão da bolsa de estudos. Às técnicas Sidnéa e Rosiane e as companheiras do Laboratório de Análise de Sementes, Cárita e Amanda, por sua amizade e constante colaboração. Ao técnico do laboratório de Fitopatologia, Arlindo, pelos dias incansáveis de auxilio e colaboração. A técnica do laboratório de solos, Francismary, pelo apoio e amizade. A técnica do laboratório de melhoramento e biotecnologia vegetal, Márcia, pela disposição e auxílio. As minhas companheiras habilidosas com os ensaios de DNA Keyla e Andréia. Ao técnico do Herbário do Jardim Botânico de Brasília, Augusto César, por seu conhecimento, sua disposição e auxílio valioso. Ao técnico do viveiro da Agronomia, Sr. João por seu auxílio e cuidados com as mudas do meu experimento. Agradeço a todos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização desta pesquisa, suas contribuições foram imprescindíveis e suavizaram o árduo trabalho desta conquista. A todos meus sinceros agradecimentos.

BIOMETRIA, INCIDÊNCIA DE FUNGOS, SINTOMAS DE DEFICIÊNCIAS EM MACRONUTRIENTES E ALELOPATIA EM Kielmeyera coriacea MART & ZUCC. E Kielmeyera grandiflora (WAWRA) SADDI (CALOPHYLLACEAE)

Resumo O Cerrado é uma formação vegetal típica do Brasil Central e um dos biomas com maior biodiversidade de espécies. Dentro desse bioma, a ação antrópica e o extrativismo têm ameaçado a existência de muitas espécies de plantas nativas, a exemplo de Kielmeyera coriacea e Kielmeyera grandiflora. São espécies de importância medicinal e produtoras de cortiça. O presente estudo é composto por quatro capítulos. No capítulo 1 foi realizada a descrição biométrica de frutos e sementes de K. coriacea e K. grandiflora nativas de Chapada dos Guimarães-MT e do Jardim Botânico de Brasília-DF. As descrições biométricas foram realizadas com auxílio de régua graduada e balança semi-analítica. O comprimento médio dos frutos e a largura foram de 17 e 14 cm, respectivamente. O número médio de sementes foi em torno de 30 e 50 unidades, em ambas as espécies e procedências. Para K. coriacea a média da massa fresca do fruto foi de 57 g na procedência de Chapada dos Guimarães e 101 g na procedência do Jardim Botânico de Brasília. A massa fresca do fruto foi a variável que apresentou maior diferença dentre as espécies e procedências. No capítulo 2 o objetivo foi abordar sobre incidência de fungos nas sementes de K. coriacea. Foram utilizadas sementes recém-colhidas em 2018, e outras armazenadas durante três anos consecutivos, 2015, 2016 e 2017, as quais utilizou a metodologia “blotter test” ou Papel de Filtro. Foram detectados quatro gêneros de fungos nas sementes, sendo eles Aspergillus sp., Penicillium sp., Pestalotia sp. e Lasiodiplodia sp. Os que apresentaram maiores ocorrências foram Penicillium sp. com 70 a 86% de incidência e Aspergillus sp. com 30 a 80 %. No capítulo 3 objetivou-se descrever os sintomas de deficiências nutricionais em macronutrientes, nas mudas de K. coriacea formadas a partir de sementes procedentes de Chapada dos Guimarães. As mudas foram cultivadas em casa de vegetação, em vasos de PVC, preenchidas com areia e as análises nutricionais foram realizadas em três períodos (30, 60 e 90 dias). Foram testados sete tratamentos, quatro repetições em delineamento em blocos ao acaso. T1: nutrição completa, T2: -N, T3: -P, T4: -K, T5: -Ca, T6: -Mg, T7: -S. Os sintomas típicos de deficiências em N, K, Ca e S foram clorose e necrose, enquanto que, nos casos de P e Mg as folhas apresentaram coloração roxa. Considerando os períodos de análises, não se verificou evolução nos sintomas de deficiências, pois o crescimento da espécie se deu de forma lenta. No capítulo 4 o objetivo foi verificar o efeito do extrato aquoso de diferentes partes da planta de K. coriacea sobre a germinação e crescimento da alface considerando as duas procedências de coleta, Chapada dos Guimarães e Jardim Botânico de Brasília. Neste caso o experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado com sete tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos (T) consistiram de extratos obtidos de; T1: folhas jovens verdes, T2: pericarpo de frutos verdes, T3: sementes inteiras (com embrião + alas); T4: cortiça (parte externa), T5: córtex (parte interna), T6: pericarpo de frutos maduros abertos em dispersão, T7: testemunha (usando apenas água destilada). Para obtenção dos extratos o tecido foi triturado em liquidificador, na proporção de 50 g de material

fresco para 1.000 mL de água destilada, filtrado em papel filtro comum. Todos os extratos foram preparados na concentração de 75%. Foram utilizadas 50 sementes de alface em cada repetição, colocadas em gerbox sobre duas folhas de papel mata- borrão umedecidas com os extratos de cada tratamento, na quantia de duas vezes e meia a massa seca do papel. Em seguida, o material foi mantido em incubadora do tipo B.O.D a 20°C, em fotoperíodo de 12 horas. Diariamente anotou-se o número de sementes germinadas para determinação do tempo médio de germinação (TMG) e o Índice de Velocidade de Germinação (IVG). Posteriormente calculou-se o índice de efeito alelopático. Este índice foi negativo apenas no extrato do pericarpo do fruto seco (T6) de Chapada dos Guimarães e no extrato do pericarpo do fruto verde (T2) do Jardim Botânico de Brasília. Os extratos produzidos com o pericarpo do fruto verde, sementes e da cortiça foram os quais apresentaram ação estimulante no crescimento da parte aérea, variando de 2,20 a 2,60 cm de comprimento da parte aérea da plântula, enquanto que, o comprimento das raízes não foram expressivos, variando apenas de 1,18 a 1,43 cm. Os extratos produzidos com folhas, pericarpo do fruto verde, seco, sementes, cortiça e córtex K. coriacea apresentaram porcentagem de germinação entre 70 a 90 %, com tempo médio de germinação de 3 a 4 dias. Os extratos utilizados de folhas, sementes, cortiça e córtex, apresentaram potencial alelopático positivo e estimulante no crescimento e desenvolvimento de plântulas da alface, contudo, houve redução no crescimento da raiz, evidenciando sua sensibilidade a compostos alelopáticos.

Palavras-chave: Pau-santo, gordinha, taxonomia, blotter test, omissão de nutrientes, diagnose visual, compostos alelopáticos, alface. BIOMETRY, INCIDENCE OF FUNGI, SYMPTOMS OF DEFICIENCIES IN MACRONUTRIENTS AND ALELOPATIA IN Kielmeyera coriacea MART & ZUCC. E Kielmeyera grandiflora (WAWRA) SADDI (CALOPHYLLACEAE)

Abstract The Cerrado is a typical formation of Central Brazil and one of the biomes with the highest biodiversity of species. Within this biome, anthropic action and extractivism have threatened the existence of many native plant species, such as Kielmeyera coriacea and Kielmeyera grandiflora. They are species of medicinal importance and producers of cork. The present study is composed of four chapters. In layer 1 the biometric description of fruits and seeds of K. coriacea and K. grandiflora native to Chapada dos Guimarães-MT and the Botanic Garden of Brasília-DF were performed. The biometric descriptions were performed with the aid of a graduated ruler and a semi-analytical balance. The average fruit length and width were 17 and 14 cm, respectively. The average number of seeds was around 30 and 50 units, in both species and provenances. For K. coriacea the average fresh fruit mass was 57 g in the provenance of Chapada dos Guimarães and 101 g in the Botanic Garden. The fresh fruit mass was the variable that showed the greatest difference among the species and provenances. In Chapter 2 the objective was to address the incidence of fungi in the seeds of K. coriacea. Freshly harvested seeds were used in 2018, and others were stored for three consecutive years, 2015, 2016 and 2017, for which the blotter test methodology was applied. Four genera of fungi were detected in the seeds, being Aspergillus sp., Penicillium sp., Pestalotia sp. and Lasiodiplodia sp. Penicillium sp. Were the most frequent occurrences with 70 to 86% incidence and Aspergillus sp. with 30 to 80%. In Chapter 3, the objective was to describe the symptoms of nutritional deficiencies in macronutrients, in the seedlings of K. coriacea formed from seeds from Chapada dos Guimarães. The seedlings were grown in greenhouse, in PVC vats, filled with sand and nutritional analyzes were performed in three periods (30, 60 and 90 days). Seven treatments were tested, four replications in a randomized complete block design. T1: complete nutrition, T2: -N, T3: -P, T4: -K, T5: -Ca, T6: -Mg, T7: -S. The typical symptoms of deficiencies in N, K, Ca and S were chlorosis and necrosis, whereas in the cases of P and Mg the leaves presented purple coloration. Considering the periods of analysis, there was no evolution in the symptoms of deficiencies, since the growth of the species occurred slowly. In chapter 4 the objective was to verify the effect of the aqueous extract of different parts of the K.coriacea plant on the germination and growth of the lettuce considering the two collection provenances, Chapada dos Guimarães and Botanic Garden of Brasília. In this case the experiment was installed in a completely randomized design with seven treatments and four replicates. The treatments (T) consisted of extracts obtained from; T1: young green leaves, T2: pericarp of green fruits, T3: whole seeds (with embryo + wings); T4: cork (outside), T5: cortex (inner part), T6: ripe fruit pericarp open in dispersion, T7: control (using only distilled water). To extract the extracts, the tissue was ground in a blender in the ratio of 50 g of fresh material to 1,000 mL of distilled water, filtered through a filter paper. All extracts were prepared at the 75% concentration. Fifty seeds of lettuce were used in each replicate, placed in gerbox on two sheets of blotting paper moistened with the extracts of each treatment, in the amount of two and a half

times the dry mass of the paper. The material was then maintained in a B-type incubator at 20 ° C in a 12-hour photoperiod. The number of germinated seeds was determined daily to determine the mean germination time (MTG) and the germination speed index (IVG). The allelopathic effect index was then calculated. This index was negative only in the extract of the pericarp of the dried fruit (T6) of Chapada dos Guimarães and in the extract of the pericarp of the green fruit (T2) of the Botanical Garden of Brasília. The extracts produced with the pericarp of the green fruit, seeds and cork showed a stimulating action on shoot growth, varying from 2,20 to 2,60 cm in length of the shoot, while the length of roots were not expressive, ranging from only 1,18 to 1,43 cm. The extracts produced with leaves, pericarp of the green fruit, dry, seeds, cork and cortex K. coriacea showed germination percentage between 70 and 90%, with average germination time of 3 to 4 days. The extracts used in leaves, seeds, cork and cortex presented positive and stimulating allelopathic potential in the growth and development of lettuce seedlings, however, there was a reduction in root growth, evidencing its sensitivity to allelopathic compounds.

Keywords: Pau-santo, chubby, , blotter test, omission of nutrients, visual diagnosis, allelopathic compounds, lettuce

SUMÁRIO Página 1. INTRODUÇÃO...... 16 2. REVISÃO DE LITERATURA...... 19 2.1 Histórico do gênero (modificado por Saddi 1982)...... 19 2.2 Descrição botânica das espécies...... 20 2.3 Utilidade e uso medicinal de Kielmyera coriacea...... 27 2.4 Alelopatia...... 28 2.5 Biometria de frutos e sementes ...... 29 2.6 Sanidade de sementes de espécies florestais ...... 30 2.7 Os macronutrientes, função e sintomas de deficiência...... 31 2.8 Referências bibliográficas...... 34 3. CAPÍTULO 1. BIOMETRIA DE FRUTOS E SEMENTES DE Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC. E Kielmeyera grandiflora (WAWRA) SADDI DE DUAS PROCEDÊNCIAS Resumo...... 41 Abstract...... 42 3.1 Introdução...... 43 3.2 Material e Métodos...... 44 3.3 Resultados e Discussão...... 46 3.4 Conclusões...... 51 3.5 Referências bibliográficas...... 51 4. CAPÍTULO 2. INCIDÊNCIA DE FUNGOS EM SEMENTES DE Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC. SUBMETIDAS AO ARMAZENAMENTO Resumo...... 54 Abstract ...... 55 4.1 Introdução...... 56 4.2 Material e Métodos...... 58 4.3 Resultados e Discussão...... 59 4.4 Conclusões...... 63 4.5 Referências bibliográficas...... 64 5. CAPÍTULO 3. SINTOMAS DA DEFICIÊNCIA DE MACRONUTRIENTES EM MUDAS DE Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC Resumo...... 67 Abstract...... 68 5.1 Introdução ...... 69 5.2 Material e Métodos...... 70 5.3 Resultados e Discussão...... 72 5.4 Conclusões...... 78

5.5 Referências bibliográficas...... 79 6. CAPÍTULO 4. POTENCIAL ALELOPÁTICO DE EXTRATO AQUOSO DE Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC. DE DUAS PROCEDÊNCIAS NA GERMINAÇÃO DE Lactuca sativa L. Resumo ...... 82 Abstract...... 83 6.1 Introdução...... 84 6.2 Material e Métodos...... 85 6.3 Resultados e Discussão...... 88 6.4 Conclusões...... 92 6.5 Referências bibliográficas...... 92 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS E SUGESTÕES...... 95 8. ANEXO...... 96

LISTA DE TABELAS Página TABELA 1. Correlação de Pearson (r) para as variáveis de comprimento 50 (Comp.), largura (Larg.), massa fresca do fruto (MFF), número de sementes (NS); massa fresca das Sementes (MFS) de Kielmeyera coriacea e Kielmeyera grandiflora das duas procedências em 2018.

TABELA 2. Soluções-estoque utilizadas para as preparações das soluções 72 nutritivas, conforme Sarruge (1975).

TABELA 3. Caracterização química e física do solo de origem da espécie 73 Kielmeyera coriacea em Chapada dos Guimarães-MT em 2018.

TABELA 4. Características físico-químicas dos extratos aquosos de 88 diferentes órgãos de Kielmeyera coriacea de duas procedências.

TABELA 5. Germinação e crescimento de plântulas de alface em extrato 90 aquoso de diferentes órgãos da planta de Kielmeyera coriacea procedentes de Chapada dos Guimarães-MT em 2018.

TABELA 6. Germinação e crescimento de plântulas de alface em extrato 91 aquoso de diferentes órgãos da planta de Kielmeyera coriacea procedentes do Jardim Botânico de Brasília em Brasília-DF, 2018.

LISTA DE FIGURAS Página FIGURA 1. (A) Flor hermafrodita de Kielmeyera coriacea. (B) Flores 22 bissexuais de Kielmeyera grandiflora com misturas de cores (brancas e rosas no mesmo indivíduo).

FIGURA 2. (A) Flores masculinas de Kielmeyera coriacea (esquerda) e 22 hermafrodita (direita). (B) frutos de Kielmeyera coriacea.

FIGURA 3. Aspectos morfológicos dos caules, frutos e sementes de 23 Kielmeyera coriacea (A) e Kiemeyera grandiflora (B).

FIGURA 4. Aspecto físico das sementes de Kielmeyera coriacea 23

FIGURA 5. Coleóptero presente nos frutos de Kielmeyera coriacea Mart e 24 Zucc. coletado dentro dos frutos em Chapada dos Guimarães-MT em 2018.

FIGURA 6. Morfologia das folhas de Kielmeyera coriacea (A) e Kielmeyera 25 grandiflora (B).

FIGURA 7. Seção transversal de um disco de Kielmeyera coriacea com 26 destaque para as áreas de floema (Fl) e de ritidoma (Rt).

FIGURA 8. Aspecto físico do fruto de Kielmeyera coriacea fechado e 47

aberto em Chapada dos Guimarães-MT, Julho de 2018.

FIGURA 9. Características biométricas de Kielmeyera coriacea em 2018. 47

FIGURA 10. Características biométricas de Kielmeyera grandiflora em 48 2018.

FIGURA 11. Sementes de Kielmeyera coriacea 49

FIGURA 12. Incidência de fungos (%) em sementes de Kielmeyera 60 coriacea Mart & Zucc durante 1, 2 e 3 anos de armazenamento e recém- colhidas procedentes do município de Chapada dos Guimarães-MT.

FIGURA 13. Aspectos morfológicos dos fungos observados nas sementes 61 de Kielmeyera coriacea em 2018 Aspergillus sp. (A e B), Penicillium sp. (C e D).

FIGURA 14. Aspecto morfológico do fungo Pestalotia sp. observado nas 62 sementes de Kielmeyera coriacea em 2018 (A) cirros (B) conídios.

FIGURA 15. Aspectos morfológicos do fungo Lasiodiplodia sp nas 63 sementes de Kielmeyera coriacea em 2018 (A) estereomicroscópio (B) conídios em microscópio.

FIGURA 16. Vasos de PVC com mudas de K. coriacea, em casa de 71 vegetação, Cuiabá-MT 2018.

FIGURA 17. Sintomas de deficiências nutricionais em N em mudas de 74 Kielmeyera coriacea. (A) tratamento testemunha à esquerda e com omissão de N à direita (B) folhas com coloração amarelada (C) necrose foliar.

FIGURA 18. Sintomas de deficiências nutricionais em P, em mudas de 75 Kielmeyera coriacea (A) tratamento testemunha à esquerda (B) com omissão de fósforo à direita.

FIGURA 19. Sintomas de deficiências nutricionais em K, em mudas de 76 Kielmeyera coriacea (A) tratamento testemunha à esquerda (B) com omissão de potássio à direita.

FIGURA 20. Sintomas de deficiências nutricionais em Ca, em mudas de 77 Kielmeyera coriacea (A) tratamento testemunha à esquerda (B) com omissão de cálcio à direita.

FIGURA 21. Sintomas de deficiências nutricionais em Mg, em mudas de 78 Kielmeyera coriacea (A) tratamento testemunha à esquerda (B) com omissão de magnésio à direita.

FIGURA 22. Sintomas de deficiências nutricionais em S, em mudas de 79 Kielmeyera coriacea (A) tratamento testemunha à esquerda (B) com

omissão de enxofre à direita.

FIGURA 23. Índice alelopático de Kielmeyera coriacea procedente de 89 Chapada dos Guimarães-MT. T1-folhas, T2-pericarpo do fruto verde, T3- sementes, T4-cortiça, T5-córtex, T6-pericarpo do fruto seco, T7- testemunha apenas água destilada.

FIGURA 24. Índice alelopático de Kielmeyera coriacea procedente do 91 Jardim Botânico de Brasília, em Brasília-DF. T1-folhas, T2-pericarpo do fruto verde, T3-sementes, T4-cortiça, T5-córtex, T6-pericarpo do fruto seco, T7-testemunha apenas água destilada.

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1. INTRODUÇÃO

O bioma Cerrado tem importância significativa a diversidade ecológica, por abranger extensa área e abrigar as nascentes das três maiores bacias hidrográficas da América do Sul, a bacia do Amazônica/Tocantins, de São Francisco e da Prata (MMA, 2018). O cerrado abarca os estados de Goiás, Tocantins, Distrito Federal, Bahia, Ceará, Maranhão, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Piauí, Rondônia e São Paulo. Além desses, ainda há áreas disjuntas nos estados do Amapá, Amazonas, Pará e Roraima e na forma de pequenas “ilhas” no Paraná (Sano et al., 2008). Quanto ao clima, se caracteriza pela presença de invernos secos e verões chuvosos, classificado, segundo Koppen como Aw (tropical chuvoso). A media anual da precipitação fluvial encontra-se em torno de 1.500 mm, variando de 750 mm a 2.000 mm. As chuvas concentram-se de outubro a março, período que pode concentrar 90% da precipitação. A temperatura média do mês mais frio é superior a 18 º C (Sano et al., 2008). A ocorrência de duas estações bem definidas caracteriza a distribuição concentrada das chuvas em toda região, com influência direta sobre a vegetação. Entre os diversos tipos de solo, o latossolo é o que mais ocorre nos Cerrados (46%). Morfologicamente são solos minerais com mais de 2 m de profundidade predominando os latossolos vermelhos ou amarelos, tanto em áreas sedimentares quanto em terrenos cristalinos, ocorrendo ainda solos concessionários em grandes extensões. Eles não são hidromórficos. (Novais Pinto et al., 1994; Sano et al., 2008). Fisicamente estes solos são caracterizados por alta permeabilidade de água e microestrutura forte, característica semelhante aos solos arenosos. Quimicamente, mais de 95% dos latossolos do Cerrado são distróficos e ácidos, apresentando pH entre 4,0 e 5,5 (Sano et al., 2008). Este bioma foi elevado à categoria de “hotspots” (regiões que concentram os mais altos níveis de biodiversidade do mundo e que são, ao mesmo tempo, as áreas mais ameaçadas do planeta) por possuir quantidade elevada de espécies endêmicas e potencialmente vulneráveis (Strassburg et al., 2017). Logo, o Cerrado encontra-se ameaçado. Esta ameaça acontece pois os altos níveis de 17

desmatamento colocam sob constante ameaça a sua estrutura vegetacional e a biodiversidade que ele abriga em alto nível de vulnerabilidade (Lagos, 2017). É formado por uma vegetação heterogênea cuja biodiversidade taxonômica é composta por mais de 7.000 espécies nativas de plantas vasculares (Napolitano et al., 2005; Hiruma-Lima et al., 2006). Devido a essa notável diversificação florística, tem-se observado um crescente interesse na investigação de plantas medicinais do Cerrado, como fonte de compostos bioativos (Neto e Morais, 2003). No entanto, encontra-se há alguns anos entre os biomas mais ameaçados de extinção (Sawyer, et al., 2008). A exploração de recursos genéticos de plantas medicinais no Brasil está relacionada, em grande parte, à coleta extensiva e extrativa do material silvestre. Apesar do volume considerável da exportação de várias espécies medicinais na forma bruta ou de seus subprodutos, pouquíssimas espécies chegaram ao nível de ser cultivadas, mesmo em pequena escala. O fato torna-se mais marcante quando consideramos as espécies nativas, em que pesquisas básicas ainda são incipientes (Mendes et.al., 2011). O grande desenvolvimento agrícola na região do Cerrado é acompanhado pela redução da vegetação nativa. A recomposição de ambientes degradados depende de sementes e mudas de boa qualidade, com origem conhecida. Fatores como época de produção, coleta, modo de processamento e armazenamento de sementes, como também as condições de produção de mudas em viveiro afetam a qualidade final das plantas (Klink e Machado, 2005). É possível conservar as espécies nativas do Cerrado através da produção de mudas com a finalidade de recuperação de áreas degradadas. Conhecer as respostas da germinação das sementes e desenvolvimento de mudas frente a fatores ambientais é extremamente útil para fins de semeadura, e, também, no entendimento da dinâmica da sucessão das espécies em condições naturais (Sano et al., 2008). A produção de mudas de plantas nativas medicinais é uma alternativa de conservação e disponibilização dos recursos genéticos futuros, visto que, a produção de medicamentos com a matéria-prima das plantas medicinais tem sido crescente nas últimas décadas (Simões et al., 2002). O Estado de Mato Grosso possui diversas comunidades tradicionais, principalmente em áreas de Cerrado, que utilizam plantas medicinais existentes nesse bioma, sendo que, o conhecimento popular da utilidade dessas plantas é 18

transmitido aos seus descendentes (Macedo e Ferreira, 2004). Assim, a utilização dessas plantas é um recurso terapêutico de grande aceitação pela população e vem crescendo junto à comunidade médica, desde que as atividades biológicas tenham sido investigadas cientificamente, comprovando sua eficácia e segurança (Balunas e Kinghor, 2001). Dentre essas espécies está as do gênero Kielmeyera, que é endêmico da América do Sul. Compreende cerca de 47 espécies, nas quais 45 nativas do Brasil (Barros, 2002). São espécies medicinais, florestais e nativas do Cerrado brasileiro, inicialmente integrado à família Clusiaceae em 1950. Após passar por revisão botânica, foi adicionado à família Calophyllaceae (Saddi, 1982). A espécie Kielmeyera coriacea aparece em várias listas e estudos (Goodland, 1971; Silva et al., 2013) como um dos principais componentes do Cerrado chegando a ser citada até como a sexta espécie com mais indivíduos de ocorrência em 79% das fisionomias (Goodland e Ferri, 1979; Ratter et al., 2003). Já a espécie Kielmeyera grandiflora é considerada um modelo para estudos de atividade cambial em ramos, pois a brotação, o alongamento internodal e a expansão das folhas novas possuem importância na reativação do câmbio vascular. As cicatrizes formadas pela gema terminal no fim da fase de crescimento internodal caracterizam claramente o crescimento sazonal por meio de subdivisões nos ramos, chamados módulos de crescimento (Parmeggiani, 2015). Diante disso, o objetivo dessa pesquisa foi realizar estudos sobre biometria, incidência de fungos nas sementes, sintomas de deficiências nutricionais em mudas e alelopatia em K. coriacea e K. grandiflora nativas do Cerrado. 19

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Histórico do gênero

Em 1825, na obra “Flora Botanische Zeitung” em homenagem a C. F. de Kielmeyer, conselheiro de estado e patrono da botânica, um grupo de plantas foi classificado como pertencente à família Bonnetiaceae e agrupado no gênero Kielmeyera por Martius e Zuccarini. Curtas descrições e diagnoses foram apresentadas para as espécies: K. rosea, K. petiolaris, K. coriacea, K. variabilis e K. corymbosa. As ilustrações foram indicadas, mas não fornecidas na literatura. Em 1826, Martius forneceu descrições mais detalhadas e ilustrações das espécies mencionadas na obra “Nova Genera et Species Plantarum”, porém estas estavam, agora, incluídas na família Ternstroemiaceae. É importante mencionar que, em 1825, Vellozo descreveu o gênero Martinieria na obra “Flora Fluminensis”, mas o texto foi disponibilizado apenas em 1829 e as ilustrações em 1831. Por isso, esse gênero não tem prioridade sobre Kielmeyera e a espécie Martinieria arborea Vell. Foi considerada por Saddi um sinônimo de Kielmeyera coriacea. Em 1827, todas as espécies do gênero Kielmeyera foram transferidas para o gênero Bonnetia, por Sprengel. No ano seguinte A. Saint- Hilaire descreveu K. speciosa na familia Ternstroemiaceae, com duas variedades: major e minor. O primeiro grande trabalho considerando o gênero Kielmeyera (Ternstroemiaceae) foi realizado por Cambessedes em 1828, que publicou as novas espécies na “Flora Brasiliae meridionalis” K. falcata, K. rubriflora, K. neriifolia, K. hemifusa, K. tomentosa e K. excelsa, além disso, foi proposta a variedade pauciflora (não reconhecida por Saddi) para K. corymbosa. Em 1830, Pohl descreveu novas espécies no gênero: K. angustifolia, K. oblonga, K. pumila e K. microphylla. A primeira revisão do gênero foi realizada por Wawra (1886) no tratamento das Ternstroemiaceae para a “Flora brasiliensis”. O autor reconheceu 17 espécies (incluindo K. gracilis) arranjadas em quatro seções. Também sugeriu variedades, sendo parte delas propostas informalmente. Wawra utilizou a presença de tricomas no ovário e no perianto para a criação das seções: Rosae, Corymbosae, Coriaceae e Petiolares. Para K. coriacea, pela primeira vez, foram reconhecidas variedades: var. 20

“typica” (= var. coriacea); var. α. oblonga, baseada em K. oblonga Pohl, uma espécie com flores róseas; e var. β. grandiflora, proposta sobre o nome K. grandiflora, supostamente sugerido por Saint-Hilaire a uma coleta de Pohl (Pohl 110, in schaed: W). Em 1888, Engler transferiu o gênero Kielmeyera para a família Guttiferae, com a proposição da subfamília Kielmeyeroideae e da tribo Kielmeyerae. Em 1895, Moore descreveu K. amplexicaulis (MT) em Ternstroemiaceae. Rusby propôs a primeira espécie de Kielmeyera fora do Brasil: K. paniculata (da Bolívia) e Chodat e Hassler reportaram a ocorrência do gênero no Paraguai e propuseram K. coriacea var. brevisepala. Em 1905, Glaziou apresentou uma lista das espécies de Kielmeyera coletadas no Brasil central. A variedade nervosa de K. coriacea não teve descrição. A revisão mais recente foi realizada por Saddi (1982) baseado em caracteres morfológicos, que reconheceu 47 espécies para o gênero.

2.2 Descrição botânica das espécies

O gênero Kielmeyera Mart. & Zucc. pertence à família Calophyllaceae e possui 47 espécies distribuídas,principalmente no Brasil, em regiões de baixa altitude (Saddi, 1982). Entre as propostas apresentadas no trabalho de Saddi (1982) está a série coriacea, distinta das demais pelas folhas coriáceas com a base da nervura central expandida, pelo hábito arbóreo/arbustivo, caule fortemente suberoso e xilopódio ausente. Apenas duas espécies foram incluídas nesta série: K. coriacea (com numerosas sinonimizações) e K. grandiflora (novo status para K. coriacea variedade β grandiflora Wawra). Ao elevar a variedade β grandiflora de Wawra ao nível específico, Saddi (1982) menciona que K. grandiflora seria distinta de K. coriacea pelo padrão de venação foliar. Caddah (2011) e Bittrich (2014) relataram a existência de numerosas identificações incorretas das espécies pertencentes ao complexo (K. coriacea e K. grandiflora), algumas delas realizadas pelo próprio Saddi, uma vez que K. coriacea aparece em várias listas e estudos (Goodland, 1971) como um dos principais componentes do Cerrado e de grande importância na realização de estudos no complexo Kielmeyera (Ratter et al., 2003). 21

Pertencem ao gênero Kielmeyera árvores, geralmente baixas, arvoretas, arbustos ou subarbustos, ramificados ou não. Xilopódios e tricomas (simples ou ramificados) podem estar presentes ou ausentes. As flores geralmente são bissexuais (raramente flores masculinas na mesma planta), com perianto pentâmero, de coloração branca, rósea ou arroxeada. A prefloração do cálice é quincuncial e da corola imbricada contorta, com pétalas geralmente assimétricas. Apresentam estames numerosos, com anteras tendo de 1 a 2,5 mm de comprimento, loceladas ou não. Frequentemente apresentam glândulas características no ápice das anteras e a liberação de pólen pode ocorrer em tétrades. O ovário é tricarpelar, com numerosos óvulos por lóculo, podem apresentar ou não indumento. O estigma é expandido. Os frutos são cápsulas septicidas, com muitas sementes aladas (Stevens, 1980; Caddah et al., 2011; Bittrich, 2014). As folhas se dispõem de maneira espiralada, variam de cartáceas a coriáceas, tem venação reticulada, sendo as nervuras secundárias comumente distantes entre si. Os estudos de Trad (2012) definem as características taxonômicas das espécies K. coriacea e K. grandiflora como: As inflorescências em grande parte dos indivíduos observados de K. coriacea assemelham-se a um dicásio ou a alguma redução desta forma, porém podem ser encontrados racemos. Há diferenças quanto ao grau de proximidade dos botões florais sendo, na maioria das vezes, as inflorescências densas em K. coriacea e laxas e K. grandiflora. As flores podem ser hermafroditas ou masculinas. Flores masculinas são encontradas com freqüência maior que a esperada, pois são pouco relatadas em literatura. Quando hermafroditas, geralmente apresentam: sépalas: verdes e menores que as pétalas. Pétalas: brancas (na grande maioria dos casos pra K. coriacea) ou rosa (situação mais freqüente em K. grandiflora), podendo haver mistura das duas cores na mesma população e no mesmo indivíduo (Figura 1). De maneira geral os botões florais de K. grandiflora são aparentemente maiores que os de K. coriacea.

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FIGURA 1. (A) Flor hermafrodita de Kielmeyera coriacea. (B) Flores bissexuais de Kielmeyera grandiflora com misturas de cores (brancas e rosas no mesmo indivíduo). Fonte: Spiller (2018).

Segundo Ferreira (1996), as flores e os frutos são utilizados por floricultores para a confecção de arranjos ornamentais denominados popularmente de “flores do planalto” (Figura 2).

A B

FIGURA 2. (A) Flores masculinas de Kielmeyera coriacea (esquerda) e hermafrodita (direita). (B) frutos de Kielmeyera coriacea. Fonte: A-Trad (2009), B-Spiller (2018).

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Suas flores são aromáticas e a polinização ocorre por ação das abelhas fêmeas Xylocopa hirsutissima Maidl e X. frontalis (Olivier), devido a alta frequência e eficiência na coleta de pólen (De Oliveira et al., 1990 e Barros, 2002). Estudos de Teixido et al., (2018), sugerem que o tamanho da corola da flor está diretamente relacionado com a disponibilidade de água. Condições mais úmidas durante a época de floração podem favorecer flores maiores através da função feminina, aumentando a limitação de pólen e reduzindo o custo de água. Nos estudos de Barros (2002), foi constatado que as espécies de Kielmeyera são xenogâmicas e auto-incompatíveis, pois os tubos polínicos resultantes de autopolinização foram bloqueados no ovário, sugerindo auto- incompatibilidade de ação tardia e a percentagem de frutos resultantes de polinização cruzada de K. coriacea giram em torno de 48,5%. Este fenômeno tem sido comumente detectado em plantas do Cerrado, como em Tabebuia e Diplusodon (Barros, 2002); K. speciosa (De Oliveira et al.,1990); Eriotheca sp. (Oliveira et al., 1992) e Chorisia sp. (Gibbs e Bianchi, 1993). Seu fruto é seco, na forma de cápsula, alongado, de cor bege a castanho e se abre por três fendas, deixando visível numerosas sementes, sendo elas, amareladas, planas, com duas alas laterais (Felfilli et al., 2002) (Figura 3).

A B

FIGURA 3. Aspectos morfológicos dos caules, frutos e sementes de Kielmeyera coriacea (A) e Kiemeyera grandiflora (B). Fonte: Spiller (2018). 24

As sementes não possuem mecanismo de dormência (Dionello et al.,1981; Oliveira, 1986), germinam tanto no claro como no escuro, sendo ligeiramente favorecidas na presença de luz . A faixa de temperatura ótima para germinação está entre 22°C e 27°C (Dionello et al., 1981) e sua dissipação ou dispersão ocorre principalmente pelo vento (Figura 4).

FIGURA 4. Aspecto físico das sementes de Kielmeyera coriacea. Fonte: Spiller (2018).

Uma espécie de coleóptero do gênero Anthonomus (Cuvculionidae) ataca as sementes mesmo antes dos frutos estarem maduros, já apresentando larvas no interior do fruto mesmo antes da abertura (Lenhard et al., 2013) (Figura 5).

A B

FIGURA 5. (A) Coleóptero Anthonomus sp. (B) Aspecto do fruto de Kielmeyera coriacea atacado pelo coleóptero em Chapada dos Guimarães-MT em 2018. Fonte: Spiller (2018).

As folhas apresentam as características mais importantes para a distinção das espécies de Kielmeyera sp. 25

Em K. coriacea as folhas apresentam forma elíptica, podem ser levemente obovadas ou oblongo-oblanceoladas, ápice obtuso a arredondado ou retuso, base geralmente decorrente, podendo ser aguda, margem inteira. São cartáceas, subcoriáceas ou menos frequentemente coriáceas. Quando jovens ou de rebrota podem ser membranáceas, glabras ou pilosas. Apresentam coloração verde, podendo ser concolores ou levemente discolores (em material herborizado podem também apresentar coloração amarelada ou amarronzada). Possivelmente indivíduos com esta característica são híbridos de K. coriacea e K. grandiflora (Trad, 2012). Em K. grandiflora as folhas apresentam forma obovada, podendo ser elípticas, ápice obtuso a arredondado ou retuso, base geralmente decorrente, podendo ser aguda, margem inteira. São subcoriáceas, em geral, levemente suculentas, glabras. Apresenta coloração verde igual em ambas as faces foliares (em material herborizado podem também apresentar coloração amarelada ou amarronzada), muitas vezes, são glaucas. As superfícies são lisas ou levemente rugosas. A nervura principal é levemente saliente na face abaxial. Apresenta coloração amarela esverdeada e alarga-se do ápice para a base. Neste padrão, as nervuras secundárias possuem muita regularidade em sua distribuição, são frequentemente paralelas e podem ser imperceptíveis ou levemente proeminentes. As nervuras inter secundárias geralmente acompanham as secundárias, formando uma folha com numerosas nervuras finas, paralelas entre si, extremamente próximas e regularmente distribuídas. É comum que as nervuras secundárias e terciárias se tornem imperceptíveis, ou invisível, ou sem saliências (Trad, 2012) (Figura 6).

A B

FIGURA 6. Morfologia das folhas de Kielmeyera coriacea (A) e Kielmeyera grandiflora (B). Fonte: Spiller (2018).

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As espécies são importantes fornecedoras de cortiça em função da abundante produção de súber (Moreira et al., 2017); também é melífera (Brandão e Ferreira, 1991), ornamental (Macedo, 1991), além de apresentarem atividade farmacológica. É promissora na produção de madeira, de celulose, de tanino e de carvão (Souza, 1974). O formato do caule e de suas ramificações pode auxiliar na identificação das espécies quando se trata de K. coriacea e K. grandiflora. Ambas possuem caule bastante suberizado, descamante em placas, porém em K. grandiflora o diâmetro do caule geralmente é maior e os indivíduos menores, conferindo o aspecto de uma planta “atarraxada”, troncuda (Rios, 2014). O caule é tortuoso e a casca suberosa, grossa com ramos espessos. Essa casca também tem sido utilizada na indústria, como isolamento acústico, na decoração, na fabricação de calçados e instrumentos musicais. A casca de K. coriacea é grossa, com aproximadamente 1,5 cm de espessura, sendo persistente da base até o ápice, levemente macia ao toque e de cor acastanhado claro. Apresenta-se composta por ritidoma (casca externa - cortiça) e floema (casca interna), claramente distintos na Figura 7.

FIGURA 7. Seção transversal de um disco de Kielmeyera coriacea com destaque para as áreas de floema (Fl) e de ritidoma (Rt). Fonte: Rios (2011).

A casca possui grande quantidade de ácido ferúlico, um composto aromático, com propriedades medicinais, antioxidantes e terapêuticas. Utilizado para tratar doenças neurodegenerativas, câncer, diabetes, disfunções cardiovasculares, doenças inflamatórias e envelhecimento precoce (Audi et al., 2002). 27

A retirada da cortiça pode ser feita em ciclos de 5 a 6 anos e o rendimento é alto, sendo considerado o maior entre as espécies da flora brasileira. A madeira também pode ser aproveitada em pequenas construções (Rios, 2014). Alguns historiadores relatam que durante a II Guerra Mundial, essas espécies, foram altamente exploradas como fonte de cortiça para produção de materiais isolantes e de linóleo (tipo de tecido impermeável), levando ao declínio, ou mesmo, extinguindo populações em determinadas áreas (Bittrich et al., 2014).

2.3 Utilidade e uso medicinal de Kielmeyera coriacea

Considerada uma planta medicinal popular (Alves et al., 2000), os extratos de folhas K. coriacea estão sendo extensivamente estudados por suas propriedades fungicidas. Os frutos possuem compostos químicos com propriedades medicinais que atuam como compostos antidepressivos, antitumorais, anciolíticos e antiúlcerais (Audi et al., 2002; Martins et al., 2004; Goulart et al., 2005; Otobone et al., 2007; De Mesquita et al., 2009; Sela et al., 2010). Foi observado que o óleo essencial extraídos dos frutos inibiu a proliferação celular das linhagens tumorais e das células não tumorais (Cazal, 2017). É comumente indicada para o uso medicinal geral (Lima et al., 2012), como emoliente (Rodrigues et al., 2001), vermífugo (Felfili et al., 2002), dermatoses e depurativos (Ferreira et al., 2013), esquistossomose, leishmaniose, malária, infecções fúngicas e bacterianas (Alves et al., 2000). Estudos realizados por Goulart et al., (2005) e Martins et al., (2004), comprovaram que as cascas de planta tem potencial de combater a cercária Schistosoma mansoni, agente causador da barriga d’água. Essa doença atinge milhões de crianças nas regiões mais pobres do mundo. Ainda demonstrou efeito antifúngico sobre Cândida albicans, o que indica que poderá ser utilizada no tratamento da candidíase e efeito protetor da mucosa gástrica. No mesmo estudo, com as cascas do caule e com o extrato das folhas demonstraram efeito ansiolítico e antidepressivo. Figueiredo et al., (2014) estudando atividade química de diferentes extratos das folhas indicaram que o extrato de clorofórmio (CE) das folhas de K. Coriacea inibe o crescimento de células de melanoma murino B16F10-Nex2 com parada do ciclo celular. Da mesma forma, estudos de De Oliveira Caleare (2013) concluiram que a 28

fração de diclorometano obtida a partir do caule da árvore K. coriacea é rica em várias xantonas. Estas xantonas são compostos heterocíclicos que contêm oxigênio com vários atividades biológicas que reagem contra T. cruzi.

2.4 Alelopatia

Alelopatia é a ciência que estuda as interações bioquímicas entre qualquer tipo de organismo. Esse tipo de interação foi definido por Rice (1984) como qualquer efeito direto ou indireto, danoso ou benéfico, que uma planta exerce sobre outra pela produção de substâncias químicas (aleloquímicos) liberadas no ambiente. Essa interação bioquímica, também pode ser entendida, como a capacidade das plantas superiores ou inferiores, produzirem substâncias químicas que, liberadas no ambiente de outras, influenciam de forma favorável ou desfavorável o seu desenvolvimento (Pires e Oliveira, 2001). O termo “alelopatia” foi criado pelo pesquisador alemão Hans Molisch em 1937, com a união das palavras gregas "allélon" e "pathos", que significam respectivamente, mútuos e prejuízo (Ferreira e Aquila, 2000). A utilização de ensaios biológicos para avaliação da bioatividade de extratos, frações e compostos isolados de plantas tem sido incorporada com frequência à identificação e monitoramento de substâncias potencialmente tóxicas (Noldin et al., 2003). Esses compostos podem ser produzidos em qualquer órgão vegetal, porém, em concentrações muito baixas e com características intrínsecas à planta (Rizvi, 1992). Desta forma, os aleloquímicos são vistos como alternativas a agroquímicos sintéticos, visando ao manejo sustentável e ecológico na produção agrícola (Maraschin-Silva e Áquila, 2006). As extrações dos compostos alelopáticos estão concentrados, especialmente nas folhas, seguido do caule, casca, galhos e ramos, posteriormente, as raízes, rizomas e bulbos, e em menor concentração ficam nos frutos, flores e sementes (Silva et al., 2018). De acordo com Reigosa et al., (2013) a preferência por folhas se refere ao fato de que a mesma é a parte da planta obtida com maior facilidade na coleta, sendo as demais estruturas caracterizadas por maior dificuldade para obtenção da biomassa vegetal, as quais impactam diretamente no crescimento das plantas e recrutamento de várias maneiras. As folhas são utilizadas, principalmente, por serem partes obtidas com maior abundância em condições naturais. A extração dos compostos aleloquímicos no ambiente é liberado com 29

facilidade de acordo com as condições ambientais a que as plantas alelopáticas estão inseridas. É comum a utilização, em grande maioria, de espécies como Lactuca sativa, Raphanus sativus e Allium cepa nos ensaios biológicos por - serem consideradas especiais bioindicadoras, o que as definem, como organismos fenotipicamente mais sensíveis ao efeito dos extratos. Os resultados a partir destas espécies permitem avanços para testes com outras espécies, sejam daninhas, cultivadas ou nativas (Silva et al., 2018). Estudos de Souza Filho et al., (2010) apontam diferentes metodologias para extração de compostos alelopáticos entre eles o extrato aquoso, utilizando água, extratos etanólico, hexânico, metanólico, acetato de etila, o hidroalcólico e óleo essencial. Segundo Ferreira et al., (2004), a utilização do extrato aquoso para extração dos compostos alelopáticos assemelha com as condições ambientais, sendo que, em campo, a senescência natural das folhas e a precipitação ocorrem naturalmente, o que favorece as condições ideais para liberação dos compostos alelopáticos extraídos nas folhas. Reigosa et al., (2013) consideram os métodos laboratoriais utilizando outros extratos, como métodos que não se assemelham aos naturais. Permitindo desta forma, identificar solventes orgânicos apenas para a extração das moléculas alelopáticas, contudo dificilmente podem ocorrer na natureza.

2.5 Biometria de frutos e sementes

No Brasil, o uso de plantas nativas na medicina popular ainda faz parte da identidade das sociedades tradicionais que herdaram esses conhecimentos de seus antepassados, os quais ainda, são preservados (Battisti et al., 2013). Percebe-se, portanto, a necessidade de investigações acerca da biologia de algumas espécies, podendo ser, a biometria de frutos e sementes, um instrumento para auxiliar na identificação de algumas variáveis necessárias para experimentos tais como germinação, estudos morfológicos, ecológicos e taxonômicos em indivíduos do mesmo grupo, inclusive programas de melhoramento genético (Santos, 2016). Embora muitas das adaptações estruturais das plantas sejam conhecidas, as informações ainda são limitadas a poucas espécies, porém, muitos dos aspectos da morfologia e biometria da maioria das espécies nativas são desconhecidos frente à riqueza e diversidade (Santos, 2016). 30

Além disso, a caracterização biométrica de frutos e sementes pode fornecer subsídios importantes para a diferenciação de espécies do mesmo gênero, como demonstrado por Carpanezzi e Marques (1981) e Fontenele et al., (2007). Está relacionada às características da dispersão e do estabelecimento de plântulas (Cruz et al., 2001; Alves et al., 2007), sendo também utilizada para diferenciar espécies pioneiras e não pioneiras em florestas tropicais (Baskin e Baskin, 1998).

2.6 Sanidade de sementes de espécies florestais

O setor florestal responde por 3,5% do Produto Interno Bruto (PIB) e gera 4,7 milhões de empregos diretos e indiretos (Abraf, 2016). A exploração de florestas plantadas atenua o desmatamento e contribui para a preservação de nascentes e da biodiversidade natural. Estima-se que, 0,7 a 1% do território brasileiro seja ocupado com florestas plantadas e 56,1% com florestas naturais (Silva et al., 2013). As espécies florestais nativas são aquelas que ocorrem espontaneamente na natureza, e no Brasil, existe uma riqueza desta flora que ainda faltam informações sobre diversas espécies. Para auxiliar pesquisadores no estudo com sementes, foi estabelecido um manual de regras, ou seja, a RAS - Regras para Análise de Sementes (Brasil 2009). Nela são indicadas as condições ideais para o desenvolvimento de inúmeras espécies, no entanto, apenas uma pequena parcela destas são florestais nativas. A semente é considerada como um dos principais meios na disseminação de patógenos, os quais podem ser agentes infestantes. A infestação pode ocorrer durante a colheita, extração, processamento até a embalagem final. A péssima qualidade sanitária das sementes contribui diretamente para baixos índices de germinação, reduz o número de plantas no estande, proporciona podridões e murchas, etc, o que resulta no baixo rendimento da cultura (Menezes, 2009). A sanidade vem para verificar a qualidade de sementes, não se caracterizando somente nos aspectos genéticos ou fisiológicos, mas também em aspecto sanitário (Goulart et al., 2005). Muito tem sido o interesse de pesquisadores e viveristas em produzir mudas de espécies florestais nativas, para introdução em áreas degradadas, e arborização urbana. Por isso, a produção de sementes dessas espécies ganhou 31

grande importância na formação de mudas a serem utilizadas nos programas de conservação e de produção florestal, uma vez que o sucesso de um reflorestamento está diretamente relacionado com a qualidade das mudas (Gonçalves et al., 2008).

2.7 Os macronutrientes, função e sintomas de deficiência Para crescerem e completarem o seu ciclo de vida, as plantas necessitam de dezessete elementos: carbono (C), oxigênio (O), hidrogênio (H), nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), enxofre (S), cloro (Cl), manganês (Mn), boro (B), zinco (Zn), ferro (Fe), cobre (Cu), níquel (Ni) e molibdênio (Mo). Desses, os três primeiros são retirados do ar e da água, sendo chamados de elementos não minerais e constituem mais de 95% da matéria seca das plantas. Os catorze restantes são retirados da solução do solo pelas raízes, sendo chamados de elementos minerais ou nutrientes minerais. Apesar de constituírem menos de 5% da matéria seca das plantas, são considerados essenciais ao seu desenvolvimento (Cometti et al., 2006; Ferreira, 2012). Os nutrientes minerais são classificados em macro e micronutrientes, de acordo com a concentração encontrada em seus tecidos. Os encontrados em concentrações na grandeza de g. kg -1, são designados de macronutrientes, sendo eles N, P, K, Ca, Mg e S. Já os encontrados em menores concentrações, mg. Kg-1 são os micronutrientes: Cl, Mn, B, Zn, Fe, Cu, Ni e Mo (Malavolta, 2006; Waraich et al., 2011). A diagnose por subtração constitui uma técnica eficiente para estudar as funções dos nutrientes minerais nas plantas. Consiste em conduzir um ensaio em solução nutritiva onde um dos tratamentos recebe todos os nutrientes que a planta necessita. Os demais tratamentos constituem uma subtração de cada elemento, com os demais, sendo supridos normalmente (Wang et al., 2008; Afrousheh et al., 2010). Elemento como Carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O) (não metais) também são considerados nutrientes, constituintes do material orgânico. Outros elementos têm sua comprovação de essencialidade apenas em condições específicas ou para certas espécies, como é o caso do cobalto (Co) (essencial em sistemas que fixam nitrogênio), sódio (Na) e silício (Si), essenciais para algumas plantas (Epstein; Bloom, 2006; Malavolta, 2006). 32

A identificação visual ou diagnose visual de uma deficiência nutricional é considerada uma ferramenta simples e indispensável a todos aqueles que praticam, ensinam ou pesquisam a nutrição de plantas (Bergmann, 1992). A deficiência de um determinado nutriente provoca desordens fisiológicas e bioquímicas e está relacionada a sintomas visuais, particularmente nas folhas, e menor crescimento. Esses sintomas são, até certo ponto, característicos do elemento, mas há influência da espécie ou variedade da planta e da severidade da deficiência nutricional. Níveis nutricionais no solo que levam à deficiência latente ou marginal (fome oculta), ou seja, sem sintomas visíveis, ou à deficiência aguda, devem ser evitados com manejo nutricional adequado na implantação da cultura, de acordo com as recomendações técnicas feitas a partir dos resultados da análise do solo e histórico da área (Faquin, 2002). As principais funções dos nutrientes no metabolismo vegetal são apresentadas resumidamente, de acordo com Bergmann (1992), Epstein e Bloom (2006), Hochmuth et al. (2012) e Malavolta (2006). Em seguida, descreve-se a sintomatologia da deficiência nutricional específica a cada nutriente. O nitrogênio (N) é parte integrante de aminoácidos, de proteínas, de clorofila, de ácidos nucleicos, de bases nitrogenadas, de hormônios de crescimento, de vitaminas, de pigmentos e numerosas substâncias secundárias, como alcaloides. Faz parte, também do protoplasma e dos constituintes responsáveis pelo armazenamento e pela transferência de informação genética os cromossomos, os genes e os ribossomos. Como constituinte de enzimas, está implicado em todas as reações enzimáticas, tendo, portanto, papel ativo no metabolismo energético. Inicialmente, folhas velhas apresentam uma coloração verde-clara, que progride para uma clorose total, a qual se inicia a partir da ponta do limbo, expandindo-se em direção à bainha pelo meio da folha e, posteriormente, para as laterais. Em casos severos, as folhas tornam-se totalmente amarelas (clorose uniforme) e ressequidas a partir da ponta. As plantas têm crescimento reduzido e apresentam colmos mais finos. O fósforo ( P) está ligado diretamente na aquisição, no armazenamento e na liberação da energia necessária para o metabolismo da célula. É constituinte de componentes celulares essenciais, tais como fosfoproteínas e fosfolipídeos. Os íons fosfato também fazem parte da estrutura dos ácidos nucleicos (DNA e RNA), substâncias básicas controladoras da transferência da informação genética. 33

Manchas irregulares, começando de modo disperso pelas bordas, na porção mediana de folhas, a princípio nas mais velhas. As manchas coalescem, estendendo se ao longo do limbo, em três direções, para a bainha, nervura central e ponta da folha. As manchas têm coloração marrom, opaca, bem suave, com aparência enrugada e fina. Muitas vezes são demarcadas por uma coloração vermelha-escura, além de estrias e pontuações marrom-avermelhadas suaves. Apresenta necrose retilínea ao longo da borda foliar, a partir das folhas mais velhas. O crescimento da planta é reduzido. O potássio (K) tem principal papel como estabilizador estrutural e ativador de inúmeras enzimas. O K é o elemento básico envolvido na manutenção do conteúdo de água e da turgidez das células. Assim, controla a abertura e o fechamento dos estômatos, por meio da regulação da pressão de turgor das células guardas, encontradas ao redor dos estômatos. Inicialmente, nas folhas mais velhas, há ocorrência de manchas escuras avermelhadas e necrose de formato retilíneo ao longo das nervuras secundárias e das bordas, começando das extremidades para a nervura principal, além de secamento na ponta da folha. Ocorre, também, enrolamento parcial da borda para o centro no terço superior da folha e paralisação do crescimento dos internódios, dando à planta a aparência de um leque, com as bainhas das folhas sobrepostas. O cálcio (Ca) tem papéis específicos e não específicos. Ele é responsável pela estabilidade estrutural e fisiológica dos tecidos, ligando-se a polissacarídeos na parede celular, formando o pectato de cálcio, por exemplo. É um regulador enzimático, ligando-se à calmodulina, importante proteína relacionada à sinalização e regulação de várias enzimas. Articula muitos processos, como transporte de hormônios, crescimento de meristemas, abscisão, senescência e como mensageiro secundário em resposta a sinais extracelulares ou ambientais. Iniciando-se pelas mais novas, ocorre deformação lateral da folha, em um ou em ambos os lados, apresentando laceração com estrias esbranquiçadas, enrolamento e necrose do ápice do limbo. Com a progressão dos sintomas, as folhas apresentam necrose marrom-clara nas bordas. O magnésio (Mg) participa na planta como elemento estrutural, sendo o átomo central da molécula de clorofila; é ativador de muitas enzimas, incluindo aquelas relacionadas ao metabolismo energético. Quase todas as reações importantes envolvidas no metabolismo no âmbito celular necessitam de íons Mg 34

como catalisador metálico,tais como a biossíntese de proteínas, o metabolismo energético dentre outras. O magnésio, também influência o balanço hormonal e o processo de redução química do nitrato. O sintoma de deficiência ocorre em folhas mais velhas, caracteriza-se por manchas avermelhadas e/ou alaranjadas, bem como clorose amarelo-alaranjada, anto apical como lateral, expandindo-se para o centro da folha, formando manchas necróticas irregulares marrom-avermelhadas. O ângulo entre folha e colmo é maior e o crescimento da planta é reduzido. O enxofre (S) é componente de várias moléculas, como dos aminoácidos cisteína e metionina, de proteínas, enzimas, coenzimas, vitaminas e compostos secundários. Está ligado aos processos da fotossíntese, respiração, síntese de gorduras e proteínas, fixação não fotossintética do CO2, dentre outros. Apresenta plantas com clorose em todo o limbo foliar, inicialmente nas mais novas, com maior evidência entre as nervuras, além de colmos mais claros.

2.8 Referências Bibliográficas

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CAPÍTULO 1. BIOMETRIA DE FRUTOS E SEMENTES DE Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC. E Kielmeyera grandiflora (WAWRA) SADDI DE DUAS PROCEDÊNCIAS Resumo Kielmeyera coriacea e Kielmeyera grandiflora são espécies nativas do Cerrado, conhecidas popularmente por pau-santo e gordinha, respectivamente. A madeira dessas espécies é utilizada como cortiça, das folhas se obtém extratos e óleos essenciais utilizados por suas propriedades fungicidas, e por atuarem como fonte de compostos antidepressivos, antiulcerosos, ansiolíticos e antitumorais. A caracterização biométrica de frutos e sementes pode fornecer subsídios importantes para estudos de espécies florestais como essas, além de ter grande utilidade na identificação e diferenciação de espécies do mesmo gênero em seu ambiente natural. Diante disso, este trabalho tem por objetivo avaliar as características de frutos e sementes de K. coriacea e K. grandiflora de diferentes procedências. O estudo foi conduzido no Laboratório de Sementes da Faculdade de Agronomia e Zootecnia da Universidade Federal de Mato Grosso (LAS/FAAZ/UFMT). Foram avaliados 50 frutos e 100 sementes de cada espécie, oriundas de duas procedências: Chapada dos Guimarães-MT e Jardim Botânico de Brasília-DF. O material botânico foi coletado em julho e agosto de 2018 nas duas localidades, respectivamente. As sementes foram acondicionadas em sacolas de papel kraft e armazenadas em câmara refrigerada na temperatura de 18 ± 2°C e umidade relativa de 63 ± 4%. As descrições biométricas foram realizadas com auxílio de régua graduada, em cm, e balança semi-analítica. Os frutos apresentaram formato elíptico, cor castanha e aspecto verrugoso. K.coriacea apresentou média de 12 a 15 frutos por planta, comprimento médio de 14 cm, com largura de 15 cm, com aproximadamente 30 sementes por fruto, valores semelhantes, independente da procedência. Enquanto que, os valores massa fresca, foi a variável na qual as procedências apresentaram maior diferença. Os frutos apresentam massa fresca em média de 57 g na procedência de Mato Grosso e 101 g na procedência do Distrito Federal. Os frutos de K. grandiflora são maiores, com média de 17 cm de comprimento; largura de 18 cm; com maior quantidade de sementes, cerca de 50 ou mais; e massa fresca, em média de 200 g. As sementes de K. coriacea apresentam em média 4 cm de comprimento e 2 cm de largura, assim como as sementes de K. grandiflora, apresentam valores semelhantes, cerca de 5 cm de comprimento, sendo a mesma largura 2 cm. As duas espécies K. coriacea e K. grandiflora das duas procedências, apresentam correlações positivas de comprimento x massa fresca, com valores fortes de r, de 0,70 a 0,90. Enquanto que a variável largura x massa fresca apresentou valores moderados, entre r=0,50 a r=0,60. O comprimento, a largura e o número de sementes entre as espécies K. coriacea e K. grandiflora apresentaram resultados semelhantes. As características biométricas das sementes variam menos em relação aos frutos. A massa fresca do fruto foi a variável que apresentou maior diferença entre as espécies e procedências. Existe correlação positiva e forte, entre o comprimento e massa fresca do fruto, e correlação moderada, entre largura e massa fresca do fruto.

Palavras-chave: Pau-santo. Gordinha. Tamanho de frutos. Número de sementes. Correlação de person.

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CHAPTER 1. BIOMETRY OF FRUIT AND SEEDS OF Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC. E Kielmeyera grandiflora (WAWRA) SADDI OF TWO PROCEDURES

Abstract Kielmeyera coriacea and Kielmeyera grandiflora are native species of Cerrado, popularly known by pau-santo and chubby, respectively. The wood of these species is used as cork and leaves are obtained extracts and essential oils used for their fungicidal properties, and for acting as a source of antidepressant, antiulcer, anxiolytic and antitumor compounds. The biometric characterization of fruits and seeds can provide important subsidies for studies of forest species such as these, besides being very useful in the identification and differentiation of species of the same genus in their natural environment. The objective of this work was to evaluate the fruit and seed characteristics of K. coriacea and K. grandiflora from different sources. The study was conducted in the Seeds Laboratory of the Faculty of Agronomy and Animal Science of the Federal University of Mato Grosso (LAS / FAAZ / UFMT). Fifty fruits and 100 seeds of each species were evaluated, from two sources; Chapada dos Guimarães-MT and Botanical Garden of Brasília-DF. The botanical material was collected in July and August of 2018 in the two localities, respectively. The seeds were packed in kraft paper bags and stored in a refrigerated chamber at a temperature of 18 ± 2 ° C and relative humidity of 63 ± 4%. The biometric descriptions were made using a graduated ruler, in cm, and semi-analytical balance. The fruits presented elliptical shape, brown color and warty appearance. K. coriacea presented an average of 12 to 15 fruits per plant, average length of 14 cm, width of 15 cm, with approximately 30 seeds per fruit, similar values, regardless of origin. While, the values of fresh mass, was the variable in which the provenances presented the biggest difference. The fruits present a fresh mass on average of 57 g in the origin of Mato Grosso and 101 g in the origin of the Federal District. The fruits of K. grandiflora are larger, with an average of 17 cm in length; width of 18 cm; with more seeds, about 50 or more; and fresh mass, on average 200 g. The seeds of K. coriacea present on average 4 cm in length and 2 cm in width, as the seeds of K. grandiflora, present similar values, about 5 cm in length, being the same width 2 cm. The two species K. coriacea and K. grandiflora of the two provenances present positive correlations of length x fresh mass, with strong values of r, from 0.70 to 0.90. While the variable width x fresh mass presented moderate values, between r = 0.50 and r = 0.60. The length, width and number of seeds between the species K. coriacea and K. grandiflora presented similar results. The biometric characteristics of the seeds vary less in relation to the fruits. The fresh fruit mass was the variable that showed the greatest difference between the species and provenances. There is a positive and strong correlation between fruit length and fresh mass, and a moderate correlation between breadth and fresh fruit mass.

Keywords: Pau-santo. Chubby. Fruits size. Number of seeds. Person correlation.

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3.1 Introdução O estudo da biometria constitui num instrumento importante para detectar a variabilidade genética entre populações de uma mesma espécie, e as relações entre esta variabilidade e os fatores ambientais, fornecendo informações para a caracterização dos aspectos ecológicos como o tipo de dispersão, agentes dispersores e estabelecimento das plântulas (Zappi et al., 2003; Matheus e Lopes, 2007). O gênero Kielmeyera pertence à família Calophyllaceae e compreende cerca de 47 espécies distribuídas principalmente no Brasil, em regiões de baixa altitude (Saddi, 1982). São plantas geralmente baixas, com porte de arvoretas, arbustos ou subarbustos. Possuem flores hermafroditas ou bissexuais (com flores raramente masculinas na mesma planta), em número de três a muitas. Possuem coloração branca, rósea ou arroxeada (Saddi, 1982). Suas flores são aromáticas e a polinização ocorre por ação das abelhas fêmeas, Xylocopa hirsutissima Maidl e X. frontalis (Olivier), devido a frequência e eficiência destas, na coleta do pólen (De Oliveira et al., 1992; Barros, 2002). Curiosamente, são plantas bastante comuns nos cemitérios do Distrito Federal e sua florada coincide com a data de Finados, como se também fizessem reverência àqueles que ali descansam (Santana et al., 2010). Existe uma grande confusão entre as espécies desse gênero quando observadas em campo, por suas semelhanças. Caddah (2011) e Bittrich (2014) relataram a existência de numerosas identificações incorretas das espécies pertencentes à taxonomia de K. coriacea e K.grandiflora. Algumas delas realizadas pelo próprio Saddi, uma vez que K. coriacea aparece em duas listas e estudos (Goodland,1971; Silva et al., 2012) como um dos principais componentes do Cerrado, e de grande importância na realização de estudos taxonômicos e medicinais. Estudos realizados por Caddah (2011) sugeriram a hibridação entre K. coriacea subsp. coriacea e K. grandiflora. A espécie K. coriacea chega a ser citada até como a sexta espécie com mais indivíduos de ocorrência em 79% das fisionomias de Cerrado (Goodland 1971, Ratter et al., 1997). Estudos realizados por Saddi (1982), este verificou que as folhas e o caule apresentaram as características mais importantes para a distinção entre as espécies. O formato do caule e de suas ramificações pode auxiliar na identificação. 44

Ambas possuem caule bastante suberizado, descamante em placas, porém em K. grandiflora o diâmetro do caule geralmente é maior e os indivíduos menores, conferindo o aspecto de uma planta “atarracada”, troncuda (Saddi, 1982). O fruto é seco, forma de cápsula, alongado de cor bege a castanho e se abre por três fendas deixando à mostra numerosas sementes, amareladas, planas, com duas alas laterais (Felfilli et al., 2002). Os frutos são usados também no artesanato regional do Distrito Federal (Brandão, 2001). As sementes não possuem mecanismo de dormência (Dionello et al., 1981; Oliveira, 1986). Lorenzi (1992) complementa que a dissipação ou dispersão das sementes ocorre principalmente pelo vento. A caracterização biométrica dos frutos e das sementes pode fornecer subsídios importantes para estudos de espécies florestais, como essas, auxiliando assim, o melhoramento genético da população, a padronização de testes em laboratórios, bem como na melhoria das condições de armazenamento de sementes e na produção de mudas. Além de ter grande utilidade na identificação e diferenciação de espécies do mesmo gênero em seu ambiente natural. Existem muitos estudos com o gênero Kielmeyera focando em sua composição química e utilização medicinal. No entanto, estudos biométricos dos frutos e das sementes são escassos. Assim, esse trabalho tem por objetivo avaliar as características biométricas de K. coriacea e K. grandiflora em populações de procedências diferentes, no ano de 2018.

3.2 Material e Métodos

Os materiais botânicos utilizados foram coletados em duas áreas com procedências diferentes, uma no estado de Mato Grosso e a outra no Distrito Federal. Ambas pertencentes à região Centro-Oeste, com vegetação predominantemente nativa do Bioma Cerrado. A primeira procedência está localizada no Condomínio Florada da Serra, no município de Chapada dos Guimarães-MT, entre as coordenadas S15º26’318” a 716” e W 055º44’676” a 800”. A coleta foi realizada no mês de julho de 2018. O município de Chapada dos Guimarães-MT, fica distante da capital Cuiabá-MT cerca de 64 km. Possui uma área de 6.249,44 km² com altitude de 811 metros. É o segundo município de maior altitude de Mato Grosso. O clima da região 45

é do tipo Aw (subtipo Savana), segundo a classificação de Köppen, com temperaturas amenas durante o ano (média anual de 25,6 ºC), chuvas no verão (outubro-março) e seca no inverno, (abril-setembro), nesse período a temperatura chega a 12 º C pra menos (Sparovek et al., 2013). A segunda área de procedência está localizada no Jardim Botânico de Brasília, no município de Brasília-DF, entre as coordenadas S 15º 52’ 460 a 925” e W 047º 50’ 385 a 598”. A coleta foi realizada no mês de agosto de 2018. O Jardim Botânico de Brasília-DF (JBB) está localizado na perimetral de Brasília, capital Federal do Brasil e sede do Governo do Distrito Federal. A capital está localizada na região Centro-Oeste do país, ao longo da região geográfica conhecida como Planalto Central, distante de Chapada dos Guimarães-MT cerca de 1.160 km. O clima enquadra-se na classificação de Köppen entre o tipo tropical de savana (AW) e temperado chuvoso de inverno seco (CWA). Nessas distintas áreas, foram coletados aleatoriamente 50 frutos fechados de uma população de aproximadamente 50 plantas matrizes adultas, na mesma quantidade para as duas espécies e procedências. As matrizes foram identificadas e posicionadas por GPS (Sistema de Posicionamento Global). Exemplares botânicos das espécies foram herborizados em dois Herbários, sendo um, o Herbário Central da UFMT, cujo número de registro de tombamento é 4.2470 e o outro, Herbário do Jardim Botânico de Brasília, cujo número de registro de tombamento é 2.6225. O estudo foi conduzido no Laboratório de Análise de Sementes da Faculdade de Agronomia e Zootecnia da Universidade Federal de Mato Grosso (LAS/FAAZ/UFMT). Após a coleta, os frutos permaneceram em temperatura ambiente, em torno de 30ºC. No 7º ao 10º dias após a coleta iniciaram a abertura. As sementes retiradas desses frutos foram acondicionadas em sacolas de papel kraft e armazenadas em câmara refrigerada com temperatura de 18 ± 2°C e umidade relativa de 63 ± 4%. Foi determinado o teor de água das sementes de cada amostra pelo método de estufa a 105ºC durante 24 horas (Brasil, 2009). As análises biométricas consistiram em medição com auxílio de régua graduada, retirando-se informações a respeito do comprimento (cm) e largura (cm), tanto dos frutos quanto das sementes. A massa fresca foi determinada por balança semi-analítica, contando também, o número médio de sementes por fruto. 46

A análise dos dados biométricos foi realizada por distribuição de frequência relativa, segundo Gouveia Labouriau (1983). Para todos os dados obtidos foram determinados a média, o valor mínimo e máximo, o desvio padrão e o coeficiente de variação. Os demais dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e análise de correlação linear de Pearson (r) testando a sua significância com o teste t ao nível de 5% de probabilidade, por meio do Programa estatístico SISVAR (Ferreira, 2014). A correlação de Pearson (r) entre duas características demonstra a relação que existe entre elas. Seus valores variam de -1 a 1. Quando o valor (r) for positivo indica que a correlação aumenta no mesmo sentido, quando for negativa indica que, a correlação aumenta ou diminui, e se for nulo, indica que não existe ligação entre as características (Figueiredo Filho et al., 2009). Dancey e Reidy (2006) apontam para uma classificação com valor da relação r, sendo, r = 0,10 até 0,30 (considerado fraco); quando o r for igual a 0,40 até 0,6 é considerado moderado; e quando r for igual 0,70 ou até 1 é considerado forte. Considerando esses parâmetros, foram constatadas correlações fortes para as características comprimento e massa fresca do fruto.

3.3 Resultados e Discussão

De acordo com as observações realizadas em campo e laboratório, foi observado que os frutos do gênero Kielmeyera são do tipo seco, deiscente, possui formato elíptico, cor castanha, de aspecto verrucoso. Abrem-se completamente, somente quando estão bem secos. Possuem três fendas que auxiliam na dispersão das sementes, que ocorre-a com auxílio de vento (Figura 8). Ao se comparar os frutos entre as duas espécies K. coreacea e K. grandiflora, foi observado que entre elas, apresentam variação no tamanho, na massa fresca e na quantidade de sementes. K.coriacea apresenta, em média, 12 a 15 frutos por planta; comprimento médio dos frutos em torno de 14 cm; largura de 15 cm; com aproximadamente 30 sementes por fruto. No entanto esses valores foram próximos entre as procedências. 47

FIGURA 8. Aspecto físico do fruto de Kielmeyera coriacea fechado e aberto em Chapada dos Guimarães-MT, Julho de 2018. Fonte: Spiller (2018).

A massa fresca foi à variável que apresentou a maior diferença. Na procedência de Mato Grosso os frutos apresentaram massa fresca, em média de 57 A g e na procedência do Distrito Federal foi em média de 101 g (Figura 9).

FIGURA 9. Características biométricas de Kielmeyera coriacea.

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A variação observada na massa fresca dos frutos de acordo com a procedência pode estar associada, principalmente, a fatores ambientais durante o florescimento e desenvolvimento da planta, possivelmente relacionadas à disponibilidade e armazenamento de água pelo fruto (Barros, 2002). Os frutos de K. grandiflora são maiores que os de K. coriacea, em média de 17 cm de comprimento; 18 cm de largura; com cerca de 50 sementes, e a massa fresca de 200 g por fruto (Figura 10). Estudos de De Souza et al., (2007), verificaram que a massa fresca dos frutos de Senna spectabilis variaram com a procedência, demonstrando a influência do ambiente, como ocorreu em Kielmeyera.

FIGURA 10. Características biométricas de Kielmeyera grandiflora em 2018.

As sementes de K. coriacea apresentam em média 4 cm de comprimento e 2 cm de largura. Para as sementes de K. grandiflora, observou-se valores bem semelhantes, cerca de 5 cm de comprimento e 2 cm de largura, independentes da procedência. Em estudos de Ferreira et al., (2001) com Qualea grandiflora Mart. (pau- terra) espécie lenhosa de grande importância no Cerrado, e com morfologia semelhante a K. coriacea, verificaram resultados semelhantes, nesse caso, variando de 3,22 cm a 4,62 cm de comprimento das sementes. 49

A quantidade de sementes por fruto entre as duas espécies de 30 sementes para K. coriacea em MT e DF, e em média de 60 sementes para K. grandiflora, isso ocorre pelo fato dos frutos de K. grandiflora serem maiores e mais pesados como foi constatado no presente estudo. Ranieri et al., (2012) observaram resultados semelhantes, com média de 32 sementes por fruto, no gênero Kielmeyera, enquanto que os De Mesquita Matos (2014) verificaram o número de sementes entre 60 a 80 unidades por frutos, em K. coriacea. Essa variação entre quantidade de sementes, por fruto, pode ser explicada pela variabilidade genética de cada espécie e pela disponibilidade de água durante o período de formação dos frutos (Pereira et al., 2011; Marcos Filho, 2015). De acordo com as observações realizadas no presente estudo, com o gênero Kielmeyera, as sementes são aladas com tegumento membranáceo. O embrião fica protegido por um fino tegumento com variação de coloração entre castanho, laranja e marrom (Figura 11). A presença de alas nas sementes constitui uma adaptação da espécie para a dispersão anemocórica. Segundo De Oliveira (1992), este tipo de dispersão pode ser observado em aproximadamente 41% das espécies de Cerrado e Cerradão.

FIGURA 11. Sementes de Kielmeyera coriacea. Fonte: Spiller (2018)

As duas espécies K. coriacea e K. grandiflora das procedências de MT e DF, apresentaram correlação forte com r=0,70 a 0,90 e portanto, indicam correlação positiva e proporcional a variável. Enquanto que a variável largura apresentou correlação moderada, com r=0, 50 a r=0,60, respectivamente (Tabela 1).

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TABELA 1. Correlação de Pearson (r) para as variáveis de comprimento (Comp.), largura (Larg.), massa fresca do fruto (MFF), número de sementes (NS); massa fresca das Sementes (MFS) de Kielmeyera coriacea e Kielmeyera grandiflora das duas procedências em 2018.

Chapada dos Guimarães-MT Jardim Botânico de Brasília-DF Espécies Comp. Larg. MFF NS MFS Comp. Larg. MFF NS MFS K. Comp. 0,54** 0,78** 0,02 0,18 0,49** 0,54** 0,30* 0,40** coriacea Larg. 0,54** 0,48** 0,16 0,15 0,49** 0,62** 0,24 0,33* MFF 0,78** 0,48** -0,07 0,14 0,54** 0,62** 0,41** 0,49** NS 0,02 0,16 -0,07 0,81** 0,30* 0,24 0,41** 0,75** MFS 0,18 0,15 0,14 0,81** 0,40** 0,33* 0,49** 0,75** ** ** ** ** ** K. Comp. 0,60 0,79 0,03 0,57 0,66 0,67 -0,04 0,27 ** ** ** ** ** ** grandiflora Larg. 0,60 0,71 0,16 0,60 0,66 0,91 -0,04 0,46 MFF 0,79** 0,71** 0,10 0,50** 0,67** 0,91** 0,05 0,60** NS 0,03 0,16 0,10 0,60** -0,04 -0,04 0,05 0,60** MFS 0,57** 0,60** 0,50** 0,60** 0,27 0,46** 0,60** 0,60** * A correlação é significativa ao nível 0,01 ** A correlação é significativa ao nível 0,05

A única correlação que foi considerada fraca, com valor de r abaixo de 0,16 foi o número de sementes com a largura, nas duas espécies e procedências. O comprimento do fruto, largura e massa fresca dos frutos não foram necessariamente proporcionais ao número de sementes, isso ocorre pelo fato, das características biométricas analisadas serem independentes entre si para o gênero estudado. Gusmão et al., (2006), observaram correlação alta entre a massa fresca dos frutos de Byrsonima verbascifolia Rich. Ex A. Juss., com o comprimento dos frutos. Pedron et al., (2004), analisando parâmetros biométricos de frutos de Butia archeri, também observaram a existência de forte correlação, linear e positiva entre a massa fresca e o comprimento dos frutos. Por outro lado, Cruz et al., (2001) não observaram relação entre o número de sementes por fruto e o tamanho dos frutos de Couratari stellata A. C. Smith.

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3.4 Conclusões As características biométricas das sementes variaram menos em relação aos frutos. A massa fresca do fruto foi à característica que apresentou maior diferença entre as espécies e procedências. Existe correlação de Pearson positiva e forte entre as variáveis, comprimento e massa fresca do fruto, e correlação moderada, entre largura e massa fresca do fruto. A análise biométrica do comprimento, largura e do número de sementes auxiliam na identificação das espécies no campo, assim como, pode auxiliar o melhoramento genético das espécies, em busca de maiores frutos e maiores quantidades de sementes visando à propagação das espécies.

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CAPÍTULO 2. INCIDÊNCIA DE FUNGOS EM SEMENTES DE Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC. EM CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO

Resumo O armazenamento de sementes significa conservar sementes obtidas numa determinada ocasião, procurando manter a sua máxima qualidade fisiológica, física e sanitária. A espécie Kielmeyera coriacea Mart. & Zucc conhecida popularmente como pau-santo, saco-de-boi, folha-santa pertence à família Calophyllaceae. É mencionada na literatura como arbórea, florestal, produtora de cortiça e com diversas propriedades medicinais, porém estudos fitossanitários com essa espécie são escassos. Assim, o estudo teve por objetivo analisar a incidência de fungos nas sementes de K. coriacea recém-colhidas e também armazenadas, durante três anos consecutivos. As sementes foram coletadas aleatoriamente no Bioma Cerrado localizado no município de Chapada dos Guimarães-MT nos anos de 2015, 2016, 2017, sendo as recém-colhidas em 2018. Essas sementes ficaram acondicionadas em câmara refrigerada com temperatura de 18 ± 2°C e umidade relativa de 63 ± 4%. A metodologia utilizada no teste foi o de papel filtro ou “blotter test”, utilizando 100 sementes de cada ano, distribuídas em 10 repetições de 10 sementes. Com auxílio de um estereomicroscópio, as sementes foram examinadas individualmente, identificando-se os fungos de acordo com sua morfologia e estruturas. Quando necessário, foram produzidas lâminas para observação ao microscópio óptico, comparando-as com informações disponíveis na literatura. Foram detectados quatros gêneros de fungos nas sementes, sendo eles: Aspergillus sp., Penicillium sp., Pestalotia sp. e Lasiodiplodia sp. Os fungos de maior ocorrência foram: Penicillium sp. entre 70 e 86%, e Aspergillus sp. entre 30 e 80 %.

Palavras-chave: Pau-santo. Fitossanidade. Blotter test. Fungos toxigênicos.

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CHAPTER 2. INCIDENCE OF FUNGI IN SEEDS OF Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC. IN STORAGE CONDITIONS

Abstract The storage of seeds means to conserve seeds obtained on a given occasion, trying to maintain their maximum physiological, physical and sanitary quality. The species Kielmeyera coriacea Mart. & Zucc popularly known as holy dick, ox sack, holy leaf belongs to the family Calophyllaceae. It is mentioned in the literature as arboreal, forest, cork producer and with several medicinal properties, but phytosanitary studies with this species are scarce. The objective of the present study was to analyze the incidence of fungi in newly harvested K. coriacea seeds and stored for three consecutive years. The seeds were randomly collected in the Cerrado Biome located in the municipality of Chapada dos Guimarães-MT in the years 2015, 2016 and 2017, and the seeds were harvested in 2018. These seeds were conditioned in a refrigerated chamber with a temperature of 18 ± 2 ° C and relative humidity of 63 ± 4%. The methodology used in the test was the filter paper or "blotter test", using 100 seeds of each year, distributed in 10 replicates of 10 seeds. With the aid of a stereomicroscope, the seeds were examined individually, identifying the fungi according to their morphology and structures. When necessary, slides were produced for observation under an optical microscope, comparing them with information available in the literature. Four genera of fungi were detected in the seeds: Aspergillus sp., Penicillium sp., Pestalotia sp. and Lasiodiplodia sp. The most frequent fungi were: Penicillium sp. between 70 and 86%, and Aspergillus sp. between 30 and 80%.

Keywords: Holy dick, Phytosanitary, Blotter test, Toxigenic fungi

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4.1 Introdução

A conservação das espécies fora do seu habitat pode ser realizada por meio do armazenamento de sementes (FAO, 1993). Todavia, o sucesso do armazenamento de sementes depende do conhecimento sobre o seu comportamento durante este processo, o que possibilita a utilização de condições adequadas para a manutenção da viabilidade (De Carvalho et al., 2006). Algumas espécies arbóreas produzem muitas sementes anualmente, outras ficam até anos sem produzir e algumas intercalam altas produções com períodos irregulares (Pinã Rodrigues et al., 1993). Por isso, muitas das espécies florestais exigem o armazenamento de suas sementes por períodos longos, necessitando de planejamento, por dois anos, a fim de que haja sementes disponíveis e não ocorram, eventualmente, prejuízos na produção de mudas (Medeiros, 2006). O armazenamento de sementes significa conservar sementes obtidas numa determinada ocasião, procurando manter a sua máxima qualidade fisiológica, física e sanitária, retardando ao máximo seu envelhecimento e deterioração, objetivando seu uso no futuro. Durante o armazenamento, esse processo irreversível que é o envelhecimento da semente, envolve alterações fisiológicas, bioquímicas e físicas. Contudo, a velocidade deste processo pode ser minimizada por meio de procedimentos adequados de produção, colheita, beneficiamento, transporte e armazenamento (Marcos Filho, 2005; Sena, 2008). Quando se trata de espécies florestais nativas o conhecimento sobre as ações de armazenamento e conservação de sementes relacionadas a fitossanidade das sementes são escassas (Da Silva et al., 2018). Nesse contexto a flora nativa é de vital importância, não apenas como uma forma de realizar o levantamento da biodiversidade, mas, sobretudo, para desenvolver estratégias de conservação e aproveitamento racional dos recursos naturais quando se trata de espécies ameaçadas de extinção (Fachim et al., 1995). Entre os fatores que podem afetar a qualidade das sementes florestais, estão os de caráter fitossanitário. Entre eles destacam os fungos, uma vez que a capacidade germinativa pode ser afetada pela presença de patógenos no interior ou na superfície das sementes (Lazarotto et al., 2012). 57

O setor de produção de sementes de espécies florestais nativas do Brasil carece de informações no que diz respeito à ocorrência de fungos. Frequentemente as sementes são coletadas após sua dispersão natural, distribuídas sobre o solo e em contato com microrganismos, cuja atividade é favorecida em regiões tropicais devido à alta umidade e temperatura (Seneme, 2012). Os principais fatores que favorecem o desenvolvimento de fungos durante o armazenamento de sementes são: umidade, temperatura, período de armazenamento, nível inicial de contaminação, impurezas, insetos, concentração de

CO2 intergranular, condições físicas e sanitárias dos grãos (Da Silva et al., 2018). Os fungos podem tem potencial para produzir metabólitos secundários tóxicos e esses são denominados toxigênicos. Estes podem contaminar sementes e grãos no campo, antes mesmo da colheita ou durante o armazenamento, persistindo em alimentos e rações destinados ao consumo humano e de animais (Fowler et al., 2001). Os fungos toxigênicos pertencem, basicamente, aos gêneros Aspergillus, Penicillium e Fusarium, os quais são responsáveis pela produção da maioria das micotoxinas até hoje conhecidas e estudadas. Os gêneros Penicillium e Aspergillus são mais comumente encontrados como contaminantes de produtos durante a secagem e o armazenamento, sendo denominados de fungos de armazenamento (Rupollo et al., 2006). Dentre muitas espécies que compõem a flora do Cerrado, está a Kielmeyera coriacea, conhecida popularmente como pau-santo, saco-de-boi, folha- santa. Estes pertencem à família Calophyllaceae. A classe citada é mencionada na literatura como uma espécie arbórea, florestal, produtora de cortiça e com diversas propriedades medicinais, além de estudos realizados com seus extratos foliares apresentaram ação aromática (Silva et al., 2006), porém estudos sobre armazenamento e aspectos fitossanitários são escassos. A espécie K. coriacea produz muitas sementes durante o período reprodutivo, contudo, a dispersão ocorre apenas em um período curto do ano, três a quatro meses, que coincide com o período seco em Mato Grosso. Assim, torna-se necessário armazenamento de suas sementes para cultivos futuros. Diante disso, o presente estudo teve por objetivo analisar a incidência de fungos nas sementes de K. coriacea recém-colhidas e armazenadas durante três anos consecutivos.

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4.2 Material e Métodos

As sementes foram coletadas, aleatoriamente de frutos maduros e em fase de dispersão, na qual ocorreu entre os meses de junho a setembro de cada ano. Foi utilizada uma população de 30 plantas adultas, sendo as coletas realizadas nos anos de 2015, 2016, 2017 e 2018 (recém-colhida). A área de coleta localiza-se no condomínio Florada da Serra no município de Chapada dos Guimarães-MT, entre as coordenadas S 15º26’318” a 716” e W 055º44’676” a 800”. As sementes foram coletadas diretamente dos frutos abertos e em dispersão, armazenadas em sacolas plásticas. Após cada coleta, as sementes foram levadas ao Laboratório de Análise de Sementes da Faculdade de Agronomia e Zootecnia (LAAS/FAAZ/UFMT) da Universidade Federal de Mato Grosso, campus Cuiabá, sendo acondicionadas em sacos de papel Kraft, armazenadas em câmara refrigerada a uma temperatura de 18 ± 2°C e umidade relativa de 63 ± 4%, pelo período de três anos consecutivos (2015, 2016, 2018). As sementes de 2018 são recém- colhidas. O teor de água das sementes foi determinado imediatamente após a coleta através do método da estufa, a 105 ºC ±3 ºC por 24 h (Brasil, 2009a) utilizando-se 4 repetições com 2 g (mais ou menos 10 sementes) com finalidade de armazenamento. As sementes de K. coriacea armazenadas nos anos de 2015 apresentaram umidade de 8,2%, as sementes de 2016 umidade de 16,8%, as sementes coletadas em 2017 umidade de 36,7% e as sementes recém-colhidas umidade de 89%. A análise da incidência de fungos nas sementes de K. coriacea foi realizada no Laboratório de Fitopatologia da Faculdade de Agronomia e Zootecnia (FAAZ) da Universidade Federal de Mato Grosso, no ano de 2018. O teste de incidência utilizado foi o de papel filtro ou “blotter test”, conforme a metodologia descrita no Manual de Análise Sanitária de Sementes (Brasil, 2009b). Foram utilizadas 100 sementes de cada ano de coleta, distribuídas em 10 repetições de 10 sementes. As sementes foram dispostas individualmente, distanciadas em 1 a 2 cm, sobre três camadas de papel filtro no interior de placas de 59

petri (150 x 20 mm), ambos previamente esterilizados em estufa de esterilização a temperatura de 80ºC, por 2 horas e, umedecidos com água destilada. O plaqueamento das sementes foi realizado em câmara de fluxo laminar, com a finalidade de impedir a contaminação. As placas de petri foram dispostas sob lâmpadas de luz fluorescente branca em fotoperíodo de 12 horas, com temperatura de 20 ± 2ºC durante o período de sete dias de incubação. Durante este período, foi observada a umidade do papel, sempre umedecendo quando necessário. As sementes foram analisadas individualmente, com o auxílio de um estereomicroscópio, para avaliação da incidência de fungos e posterior identificação dos mesmos por meio de suas estruturas. Quando necessárias, foram produzidas lâminas das estruturas morfológicas dos fungos para observação ao microscópio óptico, comparando-as com as informações disponíveis na literatura (Barnet e Hunter, 1972; Carmichael et al., 1980). Os resultados foram expressos em porcentagem.

4.3 Resultados e Discussão

As sementes de K. coriacea armazenadas nos três anos consecutivos e as recém-colhidas apresentam associação com quatro principais gêneros de fungos, sendo eles: Aspergillus sp., Penicillium sp., Pestalotia sp. e Lasiodiplodia sp., contudo, os fungos com maior ocorrência foram: Penicillium sp., 70 a 86% de incidência e Aspergillus sp., 30 a 80 % (Figura 12). Os gêneros Aspergillus e Penicillium encontrados nas amostras são considerados fungos de armazenamento. Normalmente, a presença desses contaminantes é favorecida quando as sementes são armazenadas por longos períodos, em condições de temperatura e umidade elevadas (Rupollo et al., 2006).

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FIGURA 12. Incidência de fungos (%) em sementes de Kielmeyera coriacea Mart & Zucc após 1, 2 e 3 anos de armazenamento e recém-colhidas procedentes do município de Chapada dos Guimarães-MT.

A variação da incidência de Aspergillus sp. e Penicillium sp. nos diferentes anos de armazenamento e mesmo nas sementes recém-colhidas podem estar relacionadas ao tempo em que as mesmas foram submetidas ao armazenamento, bem como às condições do ambiente em que foram coletadas (Figura 13).

A B

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C D

FIGURA 13. Aspectos morfológicos dos fungos observados nas sementes de Kielmeyera coriacea em 2018. Aspergillus sp. (A e B), Penicillium sp. (C e D). Fonte: Spiller (2018)

Diversos autores relataram a associação de Aspergillus sp. e Penicillium sp. com sementes de leguminosas (Silva, 2015; Gomes et al., 2016; Dos Santos et al., 2016;) causando danos a elas durante o armazenamento, o que reduz drasticamente o seu vigor. Pesquisas de Vechiato e Parisi (2013) relacionaram a podridão e a deterioração de sementes florestais aos gêneros de fungos Aspergillus e Penicillium, que, nesse caso, provocaram danos quando as sementes apresentaram teor de umidade em torno de 25%. No presente estudo, o baixo teor de água nas sementes, em torno de 8,2 % e 16,8%, assim como o alto teor de água, em torno de 36,7% e 89% tanto armazenadas como recém-colhidas, apresentaram incidência de fungos associados nas sementes de K. coriacea. Ao estudar sementes de pinhão manso, Melo et al., (2007) e Vanzolini et al., (2010) encontraram fungos de armazenamento mesmo em sementes recém- colhidas. O mesmo foi observado por Duarte (2018) ao avaliar sementes de girassol. O autor verificou alta incidência de Aspergillus sp. mesmo em sementes recém- colhidas. O que não foi verificado por Vanzolini et al., (2010), em semente de pinhão-manso recém-colhidas, não encontraram incidência de Aspergillus sp. e Penicilium sp. Nascimento et al., (2006) cita a necessidade de dar maior atenção para o aspecto de sanidade de sementes de espécies florestais, visando a obtenção da melhoria da qualidade das sementes e mudas. Pois assim, os fungos interferem diretamente na germinação, danificando o sistema radicular ou o sistema vascular 62

de plântulas, afetando, respectivamente, a absorção e o transporte de água e nutrientes (Da Silva Rocha et al., 2014). O fungo Pestalotia sp. apresentou incidência de 70% no ano de 2017 e 44% no ano de 2018, períodos esses, em que as sementes apresentavam altos teores de umidade; 36,7% e 89%, respectivamente (Figura 14).

A B

FIGURA 14. Aspecto morfológico do fungo Pestalotia sp. observado em sementes de Kielmeyera coriacea em 2018. (A) cirros (B) conídios. Fonte: Spiller (2018)

Segundo Vida et al., (2003) a umidade favorece a produção de conídios desse fungo na superfície do tecido hospedeiro, o que favorece a sua ocorrência e contaminação. Em pesquisas com sementes de Peltophorum dubium, Seneme et al., (2012) encontraram a incidência de 14 % de Pestalotia sp. e 1% de Aspergillus sp. em sementes armazenadas. Pestalotia sp. é um fungo comumente encontrado causando manchas foliares em diversas espécies, o que gera prejuízos econômicos. Dentre as espécies acometidas por Pestalotia sp. destacam-se o coqueiro, o morangueiro e o cajuzeiro (Peres et al., 2018), que também, pode causar lesões nas folhas, provocando o aparecimento de coloração castanho-escura e formação de corpo de frutificação (acérvulos) no centro da lesão. Esse fungo pode atacar pecíolos e estolhos, causar a morte das mudas logo após o seu transplante, além de poder atacar os frutos (Camili et al., 2002; Ueno e Costa, 2018). Negrão et al., (2009), em experimento com produção de mudas de eucalipto em tubetes de plástico observaram a incidência de 60% de Pestalotia sp. Como forma de reduzir a população dessas espécies, Almeida et al., (2009) 63

realizaram a aplicação de ozônio e verificaram os danos causados na pós-colheita em frutos de goiaba. No ano de 2018 observou-se incidência do fungo Lasiodiplodia sp. com cerca de 30 % (Figura 15).

A B

FIGURA 15. Aspectos morfológicos do fungo Lasiodiplodia sp. nas sementes de Kielmeyera coriacea em 2018. (A) estereomicroscópio (B) conídios em microscópio. Fonte: Spiller (2018).

O gênero Lasiodiplodia engloba fungos responsáveis pelas podridões em frutos, cuja infestação ocorre no campo e se expressa na pós-colheita. O fungo do gênero Lasiodiplodia sp. é cosmopolita, importante patógeno de frutíferas tropicais com reduzida especialização patogênica. Esse fungo infesta espécies de plantas em regiões tropicais e temperadas, causando os mais variados sintomas, principalmente apodrecimento de frutos (Lima et al., 2013). Lima et al., (2013) observaram o fungo Lasiodiplodia sp. em espécies frutíferas como cajazeira (Spondiav mombin L.), cajueiro (Anacardium occidentale L.), gravioleira (Annona muricata L.) e umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda). Da Silva et al., (2018), também encontraram esse fungo em espécies como manga (Mangifera indica), videira (Vitis vinifera) e acerola (Malpighia emarginata). Enquanto que, Coutinho et al., (2017) e Cardoso et al., (2018) relataram a ocorrência em caju (Anacardium occidentale L.) na região de Cerrado, e Pereira et al., (2009) encontraram no mamão (Carica papaya). Provavelmente os fungos encontrados em frutos de K. coriacea foram dispersos a partir de conídeos presentes nas espécies próximas ao indivíduos utilizados para coleta de sementes, como Solanum lycocarpum (lobeira), Brosimum gaudichaudii (mama-cadela), Anacardium humile (cajuzinho-do-mato), Qualea parviflora (pau-terra-do-cerrado), Stryphnodendron barbatimam Mart. (barbatimão). 64

Em anos anteriores isso não ocorreu, pois as espécies frutíferas não apresentavam abundância de frutos como em 2018, em decorrência de incêndio e desmatamento na área de estudo.

4. 4 Conclusões

Os fungos encontrados associados aos frutos de K. coriacea durante os anos de 2015, 2016, 2017 e 2018 foram Aspergillus sp., Penicillium sp., Pestalotia sp. e Lasiodiplodia sp. Esses fungos surgiram tanto em sementes armazenadas, como, em sementes recém-colhidas. Os fungos com as maiores incidências foram Penicillium sp. e Aspergillus sp.

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CAPÍTULO 3. SINTOMAS DE DEFICIÊNCIAS EM MACRONUTRIENTES EM MUDAS DE Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC.

Resumo Kielmeyera coriacea, conhecida popularmente como pau-santo, é uma espécie nativa do Cerrado, e vem sofrendo intensa exploração extrativista em busca de seu carvão e de extratos para composição de diversos medicamentos. No entanto, sua reposição na natureza através de plantios comerciais ou preservação da espécie, não é realizada. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi descrever os sintomas de deficiências em macronutrientes, em mudas de K. coriacea. A pesquisa foi realizada na casa de vegetação da Faculdade de Agronomia e Zootecnia (FAAZ) da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) campus Cuiabá-MT, com mudas de K. coriacea, produzidas em 84 vasos de PVC a partir de sementes coletadas de frutos abertos, em fase de dispersão, durante do mês de julho de 2018, em área nativa do Bioma Cerrado, localizada no município da Chapada dos Guimarães-MT, cujas coordenadas geográficas foram S 15º43’91’’S e W 55º74’57’’. As sementes foram colocadas para germinar, iniciando após 10 dias de semeadura. Quando as plântulas atingiram o estágio de folhas cotiledonares, mais duas folhas definitivas, o que ocorreu aproximadamente 25 dias após a emergência, realizou-se o desbaste. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com sete tratamentos e quatro repetições. As mudas foram avaliadas em três períodos: aos 30, 60 e 90 dias. Os tratamentos testados foram: T1: nutrição completa, T2: -N, T3:-P, T4:-K, T5:-Ca, T6:-Mg, T7:-S. As soluções nutritivas foram aplicadas no substrato imediatamente após o desbaste, no volume de 50 mL em cada vaso, e sucessivamente, a cada 15 dias, até o término do experimento. Os sintomas de deficiências em macronutrientes foram analisados a cada 15 dias mediante descrição e registros fotográficos. Nesse caso, o método da diagnose por omissão de macronutrientes mostrou-se eficiente para avaliar visualmente os sintomas de deficiências nutricionais em K. coriacea. Os sintomas típicos de deficiências em N, K, Ca e S foram clorose e necrose foliar, enquanto que, nos casos de P e Mg as folhas apresentaram coloração arroxeada. Considerando os períodos de análises, não se verificou evolução nos sintomas de deficiências, pois o crescimento da espécie se deu de forma lenta.

Palavras-chave: Pau-santo. Omissão de nutrientes. Diagnose visual.

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CHAPTER 3. SYMPTOMS OF DEFICIENCIES IN MACRONUTRIENTS IN CHANGES OF Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC

Abstract Kielmeyera coriacea, popularly known as pau-santo, is a native species of the Cerrado, and has been intensively exploited extractive in search of its charcoal and extracts for the composition of various medicines. However, its replenishment in nature through commercial plantings or species preservation, is not carried out. Therefore, the objective of this work was to describe the symptoms of deficiencies in macronutrients, in K. coriacea seedlings. The research was carried out in the greenhouse of the Faculty of Agronomy and Animal Science (FAAZ) of the Federal University of Mato Grosso (UFMT) in the Cuiabá-MT campus, with K. coriacea seedlings, produced in 84 PVC vessels from seeds collected from open fruits, in the dispersal phase, during the month of July 2018, in an area of the Cerrado Biome, located in the municipality of Chapada dos Guimarães-MT, whose geographic coordinates were S 15º43'91 ''S and W 55º74'57' '. The seeds were placed to germinate, starting after 10 days of sowing. When the seedlings reached the cotyledon leaf stage, two final leaves occurred, approximately 25 days after emergence, thinning was performed. The experimental design was a randomized complete block design with seven treatments and four replications. The seedlings were evaluated in three periods: at 30, 60 and 90 days. The treatments tested were: T1: complete nutrition, T2: -N, T3: -P, T4: -K, T5: -Ca, T6: -Mg, T7: -S. The nutrient solutions were applied to the substrate immediately after thinning, in the volume of 50 mL in each vessel, and successively, every 15 days, until the end of the experiment. The symptoms of macronutrient deficiencies were analyzed every 15 days by means of photographic descriptions and records. In this case, the macronutrient default diagnosis method proved to be efficient for visually assessing the symptoms of nutritional deficiencies in K. coriacea. The typical symptoms of deficiencies in N, K, Ca and S were chlorosis and foliar necrosis, whereas in the cases of P and Mg the leaves presented a purplish coloration. Considering the periods of analysis, there was no evolution in the symptoms of deficiencies, since the growth of the species occurred slowly.

Keywords: Pau-santo, Omission of nutrients, Visual diagnosis.

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5.1 Introdução

As espécies florestais, principalmente, as que produzem madeira e cortiça de qualidade, para a indústria, para a construção civil ou demais finalidades comerciais, estão sendo cada vez mais exploradas, tendo, dessa forma, sua preservação ameaçada. Diante dessa problemática, torna-se importante estimular o estabelecimento de áreas com plantios de espécies nativas (Feitosa et al., 2011). A viabilidade das sementes, após a colheita, e a potencialização da produção de mudas são práticas fundamentais para a manutenção dessas espécies (Junge et al., 2018). Dentre as etapas da produção de mudas, conhecer seu requerimento nutricional é fundamental, pois, permite obter mudas de qualidade para o plantio em menos tempo. Contudo, estudos relacionados com as necessidades nutricionais de espécies florestais ainda são escassos (Gonçalves et al., 1992). Dentre os elementos essenciais para a nutrição das plantas destacam-se os macronutrientes, como nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), enxofre (S), cálcio (Ca) e magnésio (Mg). Todos desempenham funções essenciais para o desenvolvimento das plantas e a deficiência de apenas um deles pode prejudicar o desenvolvimento da cultura e, consequentemente sua produção (Da Silva et al., 2018). A espécie pau-santo, nativa do Cerrado, é conhecida, principalmente, por suas propriedades medicinais. Sua ocorrência natural se dá em áreas cujos solos são mais secos, ácidos e a vegetação mais aberta. É encontrada abundantemente nos Estados de Mato Grosso, Goiás e Minas Gerais. O interesse pela espécie cresceu diante da descoberta do seu potencial para a produção de cortiça e carvão. No entanto, também pode ser utilizada para a produção de sola de sapatos e confecção de violino (Rios et al., 2014), além de ser indicadora de bioativos no combate de doenças tropicais, incluindo a esquistossomose, a leishmaniose, a malária, os fungos e bactérias (Audi et al., 2002). Como não existem plantios comerciais da espécie, sua exploração tem sido realizada em ambientes nativos, de forma extrativista, havendo, deste modo, a necessidade da recomposição. No entanto, primeiramente será imprescindível desenvolver estudos para conhecer os seus requerimentos nutricionais, na fase 71

inicial de formação. Diante disso, o objetivo da pesquisa foi descrever os sintomas visuais de deficiências em macronutrientes, em mudas de K. coriacea.

5.2 Material e Métodos A pesquisa foi realizada na casa de vegetação da Faculdade de Agronomia e Zootecnia (FAAZ) da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), campus Cuiabá-MT, no período de outubro de 2018 a fevereiro de 2019, com mudas de K. coriacea, produzidas a partir de sementes. As sementes foram coletadas de frutos abertos, em fase de dispersão, durante o mês de julho de 2018, em área nativa do Bioma Cerrado, localizada no município da Chapada dos Guimarães-MT, nas coordenadas geográficas 15º43’91’’S e 55º74’57’’W. Para a formação das mudas utilizou-se quatro sementes por vaso de PVC (Figura 16), cujas medidas foram de 10 cm de diâmetro, 30 cm de altura e capacidade volumétrica para 450 mL. Anteriormente, à semeadura, esses tubos foram preenchidos com areia de filtro para piscina de granulometria média.

FIGURA 16. Vasos de PVC com mudas de K. coriacea, em casa de vegetação, Cuiabá-MT 2018. Fonte: Spiller (2018).

As sementes começaram a germinar no décimo dia após a semeadura. Consideram-se germinada, a plântula que atingiu o estágio de folhas cotiledonares mais duas folhas definitivas. Transcorridos 25 dias, realizou-se o desbaste, quando as mudas estavam com aproximadamente 13 cm de altura. Foi utilizada apenas uma planta por vaso, escolhendo-as que apresentavam o melhor aspecto visual, somando-se 84 mudas no total. 72

O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com sete tratamentos e quatro repetições. As mudas foram avaliadas em três períodos de crescimento, sendo eles 30, 60 e 90 dias. Os tratamentos testados foram os seguintes: T1 testemunha, onde todas as mudas receberam uma solução completa de nutrientes; T2 solução com omissão de N (-N); T3 solução com omissão de P (-P); T4 solução com omissão de K (-K); T5 solução com omissão de Ca (-Ca); T6 solução com omissão de Mg (-Mg); e T7 solução com omissão de S (-S). As soluções nutritivas foram preparadas conforme descrição de Sarruge (1975) (Tabela 2).

TABELA 2. Soluções estoque utilizadas para as preparações das soluções nutritivas, conforme Sarruge (1975).

Tratamentos (mL/L) Solução Estoque Completo - N - P - K - Ca - Mg - S KH2PO4 1 1 - - 1 1 1 KNO3 5 - 5 - 5 3 3 Ca(NO3) 5 - 5 5 - 4 4 MgSO4 2 2 2 2 2 KCl - 5 1 - - 2 2 CaCl2 - 5 - - - 1 1 NH4H2PO4 - - - 1 - - - NH4NO3 - - - 2 5 - - NH4SO4 ------MgNO3 - - - - - 2 2 Micronutrientes 1 1 1 1 1 1 1 1 Fe- EDTA2 1 1 1 1 1 1 1 1 A solução de micronutrientes tem a seguinte composição (g/L): H3BO3 - 2.86; MnCl2 .4H2O - 1,81; ZnCl2 - 0,10; CuCl2.2H2O - 0,04; H2MoO4.H2O - 0,02. Água destilada = 1.000 mL. Para demonstrar a deficiência de um determinado micronutriente, o elemento em questão foi omitido.2 Dissolver 26,1g de EDTA dissódico em 286 mL de NaOH 1,0 M, misturar com 24.9 g de FeSO4.7H2O, arejar por um noite e completar o volume para 1.000 mL.

Foram realizadas regas manuais com água destilada, em dias alternados.As aplicações das soluções nutritivas foram realizadas a cada 15 dias, até a finalização do experimento, quando as mudas alcançaram 90 dias. Nos dias em que as mudas recebiam as soluções nutritivas, não eram realizadas regas. As soluções foram aplicadas ao substrato presente em cada vaso de PVC, considerando o tratamento testado. 73

A diagnose visual foi realizada concomitantemente com a aplicação das soluções nutritivas e durante todo o experimento, com auxílio de literatura especializada e registro fotográfico. Foram coletadas três amostras simples do solo do local de estabelecimento da espécie, na profundidade de 20 cm, para caracterização química e física, seguindo os métodos descritos por Donagema (2017), conforme tabela 3.

TABELA 3. Caracterização química e física do solo de origem da espécie Kielmeyera coriacea em Chapada dos Guimarães-MT em 2018. pH pH Ca+Mg Ca Mg Al NaOH K P M.O Textura Amostras CaCl2 H2O cmolc/dm³ mg/dm³ dm-3 1 5,35 4,18 3,8 1,8 2 0,8 8 13 91,5 37,89 1,004 2 5,51 4,62 3,2 1,9 1,3 0,8 7,3 20 91,6 38,85 1,005 3 5,06 3,88 3,2 1,9 1,3 0,9 10,3 34 91 38,03 1,005 pH em CaCl2 - relação 1:2,5; Al, Ca2 e Mg2 - em KCl 1N; P e K – em Mehlich; Matéria orgânica (M.O) em mufla.

Os solos sob Cerrado são, em geral, de elevada acidez, altos teores de Al trocável, baixa disponibilidade de Ca, Mg e, de P na forma disponível, o que compromete o crescimento das plantas e a produtividade das culturas (Haridasan et al., 2000), assim, conhecer a composição química do solo nativo permiti conhecer as necessidades nutricionais das espécies associadas a ele.

5. 3 Resultados e Discussão

A diagnose visual permitiu verificar a deficiência dos macronutrientes nas mudas de K. coriacea, principalmente com sintomas na área foliar e no crescimento das mudas. De acordo com a omissão dos nutrientes nas soluções nutritivas utilizadas em cada tratamento, foi possível identificar os sintomas descritos a seguir.

Deficiências em nitrogênio

Os primeiros sintomas de deficiências em N foram observados logo após a primeira aplicação da solução com omissão de N, aos 30 dias e continuou até o término do experimento aos 90 dias (Figura 15). 74

A B C

FIGURA 17. Sintomas de deficiências nutricionais em N em mudas de Kielmeyera coriacea. (A) tratamento testemunha à esquerda e com omissão de N à direita (B) folhas com coloração amarelada (C) necrose foliar. Fonte: Spiller (2018)

O sintoma característico de deficiência de N nas plantas é uma clorose (amarelecimento) que começa nas folhas mais velhas, já as folhas mais novas permanecem verdes, em função da redistribuição (Faquin, 2005). As plantas de pau- santo no tratamento em que houve omissão de N apresentaram tamanho reduzido e menor número de folhas. Verificou-se que as folhas mais velhas perderam gradualmente a coloração verde para uma tonalidade verde-pálida, a qual progrediu para um amarelo intenso, distribuindo-se uniformemente no limbo, pecíolo e nervuras. As mesmas observações foram descritas por Moretti et al. (2011) ao estudarem sintomas de deficiência nutricionais em cedro australiano. A coloração amarelada está associada a menor produção de clorofila e com modificações na forma dos cloroplastos. De acordo com Malavolta (2006), o N é o nutriente mais exigido, sendo constituinte de uma série de compostos com inúmeras funções na planta.

Deficiências em fósforo

As plantas de pau-santo com sintomas de deficiências em P apresentaram redução no porte em relação à testemunha, com folhas de tamanho menor, tonalidade amarelada, com pouco brilho, e posteriormente, ficaram 75

arroxeadas. Os mesmos sintomas foram relatados por Malavolta et al. (1997) como indicadores da deficiência de P (Figura 18).

A B

FIGURA 18. Sintomas de deficiências nutricionais em P, em mudas de Kielmeyera coriacea. (A) tratamento testemunha à esquerda e (B) com omissão de fósforo à direita. Fonte: Spiller (2018)

O P requerido para o ótimo crescimento das plantas varia, dependendo da espécie e do órgão analisado, de maneira geral, sua exigência pelas plantas é menor que do N, K, Ca e Mg, igualando-se à do S (Souza et al., 2010). O P está ligado diretamente à aquisição, armazenamento e liberação da energia necessária para o metabolismo da célula. É constituinte de componentes celulares essenciais, tais como fosfoproteínas e fosfolipídeos. Os íons fosfato também fazem parte da estrutura dos ácidos nucléicos (DNA e RNA), substâncias básicas controladoras de transferência da informação genética (De Lima Filho, 2014).

Deficiências em potássio

Os primeiros sintomas da deficiência de K foram observados 30 dias após a aplicação das soluções, começando pelas bordas das folhas mais velhas em direção à nervura central. Em seguida, essas folhas apresentaram secamento nas pontas evoluindo para necrose. (Figura 19). De acordo com Ferreira, (2012) e Yost et al., (2011), os sintomas de deficiência em K são primeiramente observados nas folhas mais velhas porque o K é 76

um elemento móvel no floema. Então, sob deficiência, move-se facilmente para as folhas que estão em crescimento e, portanto, necessitam de uma maior demanda.

A B

FIGURA 19. Sintomas de deficiências nutricionais em K, em mudas de Kielmeyera coriacea. (A) tratamento testemunha à esquerda e (B) com omissão de potássio à direita. Fonte: Spiller (2018)

A deficiência em K ocorre em plantas porque os principais papéis do potássio são estabilizador estrutural, ativador de inúmeras enzimas e principalmente, regulador osmótico. O K é o elemento básico envolvido na manutenção do conteúdo de água e da turgidez das células. Assim, controla a abertura e o fechamento dos estômatos, por meio da regulação da pressão de turgor das células guardas, encontradas ao redor dos estômatos (De Lima Filho, 2014).

Deficiências em cálcio

As mudas de pau-santo com omissão de Ca apresentaram folhas menores em relação à testemunha. Os limbos foliares apresentaram uma coloração verde acentuada, já as folhas mais novas adquiriram consistência gelatinosa, sofreram enrolamento e secaram (Figura 20). As plantas com deficiência de cálcio também apresentaram um menor número de folhas. As raízes mostraram-se menos desenvolvidas e mais espessas, com poucas nas laterais e de coloração escura. Pela baixa translocação do cálcio na planta, os sintomas de deficiência do nutriente ocorrem nos pontos de crescimento da parte aérea e da raiz. As regiões de maior expansão celular são as mais afetadas pela deficiência do nutriente (Faquin, 2005). Os sintomas observados por Marques 77

et al. (2004), ao estudarem o efeito da omissão de nutrientes em paricá (Schizolobium amazonicum), foram semelhantes aos descritos nesse estudo.

A B

FIGURA 20. Sintomas de deficiências nutricionais em Ca, em mudas de Kielmeyera coriacea. (A) tratamento testemunha à esquerda e (B) com omissão de cálcio à direita. Fonte: Spiller (2018)

No caso da deficiência do Ca, os sintomas são mais visíveis nas folhas mais novas porque esse elemento é praticamente imóvel no floema (Hinsinger, 2001). A maior intensidade visual do verde nas folhas das plantas submetidas à deficiência de Ca deve-se ao fato do crescimento ser mais afetado do que a síntese de clorofila, resultando assim, em uma maior concentração desta em tecidos, causando a flacidez dos tecidos vegetais (Azabadi et al., 2011). O Ca é responsável pela estabilidade estrutural e fisiológica dos tecidos, com a ligação do polissacarídeos na parede celular, formando o pectato de cálcio, por exemplo. O Ca é um regulador enzimático, ligando-se à calmodulina, importante proteína relacionada à sinalização e regulação de várias enzimas. O Ca está relacionado a muitos processos, como transporte de hormônios, crescimento de meristemas, abscisão, senescência e como mensageiro secundário em resposta a sinais extracelulares ou ambientais (De Lima Filho, 2014).

Deficiências em magnésio

De modo semelhante à deficiência de N, as mudas de pau-santo sob omissão de Mg foram as primeiras a apresentar sintomas, o que aconteceu 30 dias após instalação do experimento. 78

As mudas com deficiência nesse nutriente inicialmente apresentaram sintoma típico, como a clorose internerval nas folhas mais velhas (Figura 21).

A B

FIGURA 21. Sintomas de deficiências nutricionais em Mg, em mudas de Kielmeyera coriacea. (A) tratamento testemunha à esquerda e (B) com omissão de magnésio à direita. Fonte: Spiller (2018)

De acordo com Coelho et al., (2012), os sintomas de carência de Mg são primeiramente visualizados nas folhas mais velhas pela mobilidade desse nutriente no tecido vegetal, caracterizados por clorose entre as nervuras. Esse fato é justificado porque a clorofila nas nervuras permanece inalterada por períodos maiores que a clorofila do limbo foliar (entre as nervuras). Porém, sob deficiência severa, toda a planta se torna clorótica (Galvez Laviola et al., 2008). O Mg participa na planta como elemento estrutural, sendo o átomo central da molécula de clorofila; é ativador de muitas enzimas, incluindo aquelas relacionadas ao metabolismo energético. Quase todas as reações importantes envolvidas no metabolismo no âmbito celular, tais como a biossíntese de proteínas, o metabolismo energético e dentre outras. Elas necessitam de íons Mg como catalisador metálico. O Mg também influencia o balanço hormonal e o processo de redução química do nitrato (De Lima Filho, 2014).

Deficiências em enxofre

Os sintomas de deficiência em S foram observados apenas no final do experimento, aos 90 dias. As folhas mais jovens apresentaram clorose do tipo verde limão generalizada, evoluindo para um embranquecimento ou um tipo de 79

desbotamento do verde. O caule mostrou-se mais delgado e com crescimento em altura reduzido. Observou-se que o sistema radicular foi bastante afetado, pela omissão do nutriente (Figura 22). Os resultados obtidos neste trabalho são similares aos constatados por Souza et al. (2006), estudando a adubação mineral do ipê-roxo (Tabebuia impetiginosa).

A B

FIGURA 22. Sintomas de deficiências nutricionais em S, em mudas de Kielmeyera coriacea. (A) tratamento testemunha à esquerda e (B) com omissão de enxofre à direita. Fonte: Spiller (2018)

Os sintomas de deficiência de S ocorrem nas folhas mais jovens porque esse elemento participa de aminoácidos essenciais e, sua deficiência interrompe a síntese de proteínas e açúcares. Com deficiência de S ocorre também acúmulo de N resultando em plantas de menor tamanho e número de folhas (Malavolta et al., 2006). O S é componente de várias moléculas, como dos aminoácidos cisteína e metionina, de proteínas, enzimas, coenzimas, vitaminas e compostos secundários. Está ligado aos processos da fotossíntese, respiração, síntese de gorduras e proteínas, fixação não fotossintética do CO, dentre outros (De Lima Filho, 2014).

5. 4 Conclusão O método da diagnose por omissão de macronutrientes foi eficiente para avaliar visualmente os sintomas de deficiências nutricionais em K. coriacea. Os sintomas típicos de deficiências foram clorose e necrose na omissão de N, K, Ca e S, enquanto que, a omissão de P apresentou coloração arroxeada nas folhas. 80

Considerando os períodos de análises, não se verificou evolução nos sintomas de deficiências, pois o crescimento da espécie se deu de forma lenta.

5.5 Referências bibliográficas

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CAPÍTULO 4. POTENCIAL ALELOPÁTICO DO EXTRATO AQUOSO DE DIFERENTES ÓRGÃOS DE Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC. DE DUAS PROCEDÊNCIAS NA GERMINAÇÃO E CRESCIMENTO DE Lactuca sativa L

Resumo Kielmeyera coriacea é uma espécie florestal nativa, com potencial medicinal, típica do Cerrado. O presente estudo teve por objetivo verificar o efeito do extrato aquoso de diferentes partes de K. coriacea sob a germinação e crescimento da alface, considerando duas procedências de coleta: Chapada dos Guimarães-MT e Jardim Botânico de Brasília, Brasília-DF. O experimento foi realizado no Laboratório de Análise de Sementes (LAS) da Faculdade de Agronomia e Zootecnia (FAMEVZ) da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) campus de Cuiabá-MT. Para isso foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com sete tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos (T) consistiram de extratos obtidos de: T1-folhas jovens verdes, T2-pericarpo de frutos verdes, T3-sementes inteiras (com embrião + alas); T4-cortiça (parte externa), T5-córtex (parte interna), T6-pericarpo de frutos maduros abertos em dispersão e T7-testemunha. Para a obtenção do extrato, o tecido foi triturado em liquidificador na proporção de 50 g de material fresco para 500 mL de água destilada, e posteriormente, filtrado em papel filtro comum. Todos os extratos foram preparados na concentração de 75% e ficaram armazenados durante 48 horas em béqueres revestidos com papel alumínio a temperatura de 18ºC. Ao final do preparo foram medidos a condutividade elétrica e o pH da solução. Para isso, foram utilizadas 50 sementes de alface em cada repetição, colocadas em gerbox sobre duas folhas de papel mata-borrão umedecidas com os extratos de cada tratamento, na quantidade de duas vezes e meia a massa seca do papel. Em seguida, o material foi mantido em incubadora do tipo B.O.D a 20°C, em fotoperíodo de 12 horas. Diariamente, anotou-se o número de sementes germinadas para determinação do tempo médio de germinação (TMG) e o Índice de Velocidade de Germinação (IVG). O índice alelopático negativo ocorreu apenas ao utilizar o extrato do pericarpo do fruto seco (T6) procedente de Chapada dos Guimarães e no extrato do pericarpo do fruto verde (T2) do Jardim Botânico de Brasília. Os extratos produzidos com o pericarpo do fruto verde, dassementes e da cortiça foram os quais apresentaram ação estimulante ao crescimento da parte aérea, variando de 2,20 a 2,60 cm de comprimento. Nos extratos produzidos com folhas, pericarpo do fruto verde, seco, sementes, cortiça e córtex de K. coriacea a porcentagem de germinação ficou entre 70 a 90 %, com tempo médio de germinação de 3 a 4 dias. Os extratos utilizados de folhas, sementes, cortiça e córtex de K. coriacea, apresentaram potencial alelopático positivo e estimulante no crescimento e desenvolvimento de plântulas da alface, contudo, houve redução no crescimento da raiz da alface, evidenciando sua sensibilidade a compostos alelopáticos.

Palavras-chave: Pau-santo. Alface. Aleloquímicos

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CHAPTER 4. ALELOPATIC POTENTIAL OF AQUEOUS EXTRACT OF DIFFERENT ORGANS OF Kielmeyera coriacea MART. & ZUCC. OF TWO PROCEDURES IN THE GERMINATION AND GROWTH OF Lactuca sativa L

Abstract Kielmeyera coriacea is a native forest species with medicinal potential, typical of the Cerrado. The objective of the present study was to verify the effect of the aqueous extract of different parts of K. coriacea on lettuce germination and growth, considering two collection sources: Chapada dos Guimarães-MT and Brasília Botanical Garden, Brasília-DF. The experiment was carried out in the Laboratory of Seed Analysis (LAS) of the Faculty of Agronomy and Animal Science (FAMEVZ) of the Federal University of Mato Grosso (UFMT) campus of Cuiabá-MT. For this, a completely randomized design with seven treatments and four replications was used. The treatments (T) consisted of extracts obtained from: T1-young leaves green, T2- pericarp of green fruits, T3-whole seeds (with embryo + wings); T4-cork (outside), T5-cortex (inner part), T6-pericarp of ripe fruits opened in dispersion, T7-control. To obtain the extract, the tissue was ground in a blender in the ratio of 50 g of fresh material to 500 mL of distilled water, and then filtered through a standard filter paper. All extracts were prepared at 75% concentration and stored for 48 hours in beakers coated with aluminum foil at a temperature of 18 ° C. At the end of the preparation, the electrical conductivity and pH of the solution were measured. Fifty seeds of lettuce were used in each replicate, placed in gerbox on two sheets of blotting paper moistened with the extracts of each treatment, in the amount of two and a half times the dry mass of the paper. The material was then maintained in a B-type incubator at 20 ° C in a 12-hour photoperiod. The number of germinated seeds was determined daily to determine the mean germination time (MTG) and the germination speed index (IVG). The negative allelopathic index occurred only when using the extract of the pericarp of the dried fruit (T6) from Chapada dos Guimarães and in the extract of the pericarp of the green fruit (T2) of the Botanical Garden of Brasília. The extracts produced with the pericarp of the green fruit, seeds and cork were those that presented stimulating action to the growth of the aerial part, varying from 2,20 to 2,60 cm in length. In the extracts produced with leaves, pericarp of the green fruit, dry, seeds, cork and cortex of K. coriacea the percentage of germination was between 70 to 90%, with average germination time of 3 to 4 days. The extracts of leaves, seeds, cork and cortex of K. coriacea presented positive and stimulating allelopathic potential in the growth and development of lettuce seedlings, however, there was a reduction in lettuce root growth, evidencing its sensitivity to allelopathic compounds.

Keywords: Pau-santo. Lettuce. Allelochemicals

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6.1 Introdução A alelopatia é um fenômeno natural que ocorre no ambiente envolvendo vegetais e microrganismos (Pinto et al., 2016), mediante a liberação de substâncias que segundo Rice (1984), podem causar efeitos benéficos ou prejudiciais, diretos ou indiretos nos indivíduos alvos. O potencial de ação alelopático é condicionado pelas espécies testadas e sua sensibilidade ocorre pela presença de compostos fenólicos, presentes em cada espécie estudada (Matias, et al., 2018). As pesquisas sobre alelopatia vêm ganhando maior espaço no meio científico ao longo dos anos, ocorrendo o aumento no número de trabalhos publicados, sendo o bioma Cerrado o que representa predomínio das espécies estudadas para este fim (Silva et al., 2018). De acordo com Neto e Morais (2003) o Cerrado apresenta grande biodiversidade florística e muitas espécies com potencial medicinal, e por isso, tem-se observado um crescente interesse na investigação de compostos bioativos. Alguns estudos já realizados com essa finalidade foram os de De Conti et al., (2011), Coelho et al., (2011), Oliveira et al, (2012), Gonçalves et al., (2016), Aguiar et al., (2018), Ferreira et al., (2018), Matias et al., (2018), Uhlmann et al., (2018), cujos relatos há ocorrências de alelopatia a partir de extratos vegetais, em que, todos têm em comum a realização de bioensaios utilizando a espécie Lactuca sativa L. A alface está entre as espécies-teste mais utilizadas em ensaios de alelopatia, correspondendo a 24 % em relação as demais (Silva et al., 2018). Isso ocorre possivelmente por esta ser uma espécie com rápida germinação, crescimento linear insensível às diferenças de pH em ampla faixa de variação e, insensibilidade aos potenciais osmóticos das soluções (Rice, 1984). Kielmeyera coriacea é uma espécie florestal nativa, com potencial medicinal, típica do Cerrado, conhecida popularmente como pau-santo, sendo utilizada pela medicina popular no tratamento de doenças tropicais como malária, esquistossomose, infecção por bactérias, fungos, leishmaniose, dentre outras (Pinheiro et al., 2003). Os extratos e óleos essenciais de K. coriacea têm sido estudados e se destacam por apresentarem propriedades fungicidas e atuarem como uma possível fonte de compostos antidepressivos, antiulcerosos, ansiolíticos e antitumor (Caddah, 2011). 85

O primeiro relato da composição química do óleo dos frutos de K. coriacea foi realizado por Lemes et al., (2017) sobre proliferação celular das linhagens tumorais em seres humanos, contribuindo significativamente para o conhecimento desta espécie quanto à ação alelopática positiva. Porém, estudo com extratos apenas das folhas de K. coriacea também já foi realizado. Nele foi verificado a ocorrência do potencial alopático no desenvolvimento das plântulas de alface (Gonçalves et al., (2016) Os aleloquímicos estão presentes em todos os tecidos das plantas, incluindo folhas, flores, frutos, raízes, rizomas, caules e sementes (Souza Filho et al., 2011). Para Borella et al., (2010), todos os órgãos das plantas têm potencial para armazenar aleloquímicos, mas a quantidade e o caminho pelos quais são liberados para o ambiente diferem de espécie para espécie, como constatado por Souza Filho et al., (2011) em três espécies de Copaifera, Coelho et al., (2011) em Ziziphus joazeiro (juazeiro) e Oliveira et al., (2012) com Erythrina velutina (mulungu). Segundo Silva et al., (2018) é ocorrente a carência de informações sobre a ação alelopática em espécies florestais, principalmente quando se trata de diferentes órgãos utilizados na extração. Diante da importância de conhecer a ação alelopática da espécie e a presença de aleloquímicos em diferentes órgãos dessa planta, essa pesquisa teve por objetivo verificar o potencial alelopático de K. coriacea no extrato aquoso de folhas, pericarpo de frutos verdes, pericarpo de frutos abertos e em dispersão, sementes, cortiça e córtex, sobre a germinação e crescimento da alface, considerando duas procedências de K. coriacea.

6.2 Material e Métodos O experimento foi realizado no Laboratório de Análise de Sementes (LAAS) da Faculdade de Agronomia e Zootecnia (FAAZ) da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) campus de Cuiabá-MT. Com material botânico de Kielmeyera coriacea Mart. & Zucc. coletado de indivíduos adultos de duas procedências, sendo essas, escolhidas, de acordo com a ocorrência e presença da espécie nas áreas. A primeira procedência é oriunda de uma área particular, situada no condomínio Florada da Serra, no município de Chapada dos Guimarães-MT, cujas coordenadas geográficas são 15º26”720”S e 055º44”800”W. Essa coleta ocorreu no mês de julho de 2018. A segunda originária do Jardim Botânico de Brasília-DF (JBB) 86

situado nas coordenadas geográficas 15º53’192”S e 047º51”568”W. Essa coleta ocorreu no mês de agosto de 2018. Ambas regiões possuem clima do tipo Aw, segundo classificação Köppen. Antes do preparo do extrato, o material botânico utilizado passou por assepsia permanecendo por 5 minutos em recipiente contendo 2% de hipoclorito de sódio, sendo, posteriormente lavado em água destilada e seco com papel toalha. Em seguida, o material vegetal foi triturado em liquidificador, na proporção de 50 g de material vegetal para 1.000 mL de água destilada, logo em seguida, filtrado em papel filtro comum. Todos os extratos foram preparados na concentração de 75% ou seja, 750 mL de extrato mais 250 mL de água destilada para atingir 1.000 mL. Após o preparo, os extratos ficaram armazenados durante 48 horas em béqueres revestidos com papel alumínio e temperatura de cerca de 18ºC. Ao final do preparo foram medidos a condutividade elétrica e o pH da solução. A partir dos valores de condutividade elétrica (CE) determinou-se o potencial osmótico (P.O) de acordo com a fórmula proposta por Ayers e Westcot (1999): Potencial osmótico, em atmosfera (atm) = - 0,36 x CE. Os dados em atm foram transformados para MegaPascal (MPa). O extrato do material botânico procedente de Chapada dos Guimarães- MT foi preparado imediatamente após a coleta, enquanto o material botânico do Jardim Botânico de Brasília-DF foi armazenado em gelo durante o transporte até o laboratório onde se efetuou o preparo. Para verificar o efeito alelopático da espécie utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com sete tratamentos e quatro repetições. Os diferentes órgãos da planta de cada procedência foram utilizados na obtenção dos extratos (tratamento), sendo eles: T1-extrato das folhas jovens verdes; T2-extrato do pericarpo de frutos verdes; T3-extrato das sementes inteiras (com embrião + alas); T4-extrato da cortiça (parte externa); T5-extrato do córtex (parte interna); T6-extrato do pericarpo de frutos maduros abertos em dispersão; T7-extrato testemunha, apenas água destilada. Para a realização do teste foram utilizadas 50 sementes de alface, as quais foram colocadas em caixas plásticas transparentes tipo gerbox (11x11x3 cm) sobre duas folhas de papel mata-borrão umedecidas com os extratos de cada tratamento, na quantidade de duas vezes e meia a massa seca do papel. As caixas 87

foram tampadas e vedadas com filme plástico e, mantidas em incubadora do tipo B.O.D a 20 °C, em fotoperíodo de 12 horas. Diariamente anotou-se o número de sementes germinadas para determinação do tempo médio de germinação (TMG) e Índice de Velocidade de Germinação (IVG). O tempo médio de germinação foi calculado a partir da fórmula TMG = (∑ni ti )/∑ni; em que: ni = número de sementes germinadas por dia; ti = tempo de incubação; i = 1 → 7 dias. Unidade: dias. O índice de velocidade de germinação foi determinado segundo Maguire (1962) calculada pela expressão: IVG = (G1 / N1) + (G2 / N2) +...+ (Gn / Nn), onde: G1 = número de sementes germinadas na primeira contagem, N1 = número de dias decorridos até a primeira contagem, G2 = número de sementes germinadas na segunda contagem, N2 = número de dias decorridos até a segunda contagem, n = última contagem. Transcorridos sete dias após a instalação do experimento e aplicação dos extratos, as plântulas da alface foram classificadas em normais ou anormais de acordo com as especificações das Regras para Análise de Sementes (Brasil, 2009). Para tanto foram consideradas anormais aquelas que não mostraram potencial para continuar o desenvolvimento, com sistemas radiculares ou aéreos apodrecidos, ausentes ou totalmente atrofiadas, e normais, plântulas com pequenos defeitos como danos limitados ou pequenos, retardamento no crescimento no sistema radicular ou sem defeitos. Com esses dados calculou-se a porcentagem de plântulas normais e, a porcentagem de plântulas anormais. Em seguida, as plântulas foram avaliadas quanto ao comprimento da parte aérea e comprimento da raiz. Obtendo-se também a massa fresca mediante a pesagem das plântulas em balança analítica. A massa seca foi obtida depois da secagem das plântulas em estufa de circulação de ar a 60 ºC durante 72h, com apresentação dos valores em gramas. O índice de efeito alelopático foi calculado de acordo com a fórmula: IVG = (G1 / N1) + (G2 / N2) +...+ (Gn / Nn) onde: C = velocidade de germinação do controle (0%) e T = velocidade de germinação do tratamento (Brooks et al., 2009). Todas as variáveis do estudo foram submetidas à análise de variância (ANOVA) e as médias comparadas pelo teste de Scott Knott, com o auxílio do programa estatístico SISVAR (Ferreira, 2008).

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6.3 Resultados e discussão Ao avaliar o pH e o potencial osmótico, verificou-se que os extratos aquosos de K. coriacea, de ambas procedências, apresentaram normalidade e se enquadram na faixa considerada ideal para germinação. Segundo Gatti et al., (2010), soluções com potencial osmótico menores ou próximos de -0,2< X <0,2 MPa não interferem na germinação de aquênios de alface, e o pH ideal fica na faixa entre 4 e 7. Assim, pode-se considerar que a acidez do extrato e a concentração de solutos não interferiram nos resultados (Tabela 4).

TABELA 4. Características físico-químicas dos extratos aquosos de diferentes órgãos de Kielmeyera coriacea de duas procedências.

Procedência Extratos aquosos pH* P.O (MPa)* Folhas 4,29 -0,0163 Pericarpo do fruto verde 5,45 -0,0207 Chapada Sementes 6,70 -0,0061 dos Cortiça 6,50 -0,0044 Guimarães-MT Córtex 6,25 -0,0134 Pericarpo do fruto seco 5,00 -0,0442 Testemunha 7,00 -0,0002 Folhas 4,00 -0,0137 Jardim Pericarpo do fruto verde 4,36 -0,0173 Botânico de Sementes 6,00 -0,0211 Brasília- DF Cortiça 6,78 -0,0041 (JBB) Córtex 6,12 -0,0148 Pericarpo do fruto seco 5,79 -0,0182 Testemunha 7,00 -0,0002 pH* (potencial Hidrogeniônico), P.O (potencial osmótico).

Os extratos aquosos podem apresentar determinados solutos que alteram a propriedade da água, resultando numa pressão osmótica diferente de zero na solução (Villela et al., 1991). Assim, o controle de pH e da concentração do extrato é fundamental para a realização de ensaios alelopáticos, uma vez que podem estar presentes nos extratos, nas substâncias como açúcares, nos aminoácidos, entre outros.Essa concentração do extrato pode influenciar a concentração iônica e serem osmoticamente ativas (Borghetti et al., 2004), além de mascarar o fenômeno alelopático (Ferreira et al., 2000). 89

O índice de efeito alelopático (RI) por Abdelgaleil e Hashinaga (2007) indica estímulo de crescimento quando apresenta valores positivos em relação à testemunha e inibição do crescimento quando apresentam valores negativos. O efeito alelopático e os parâmetros de germinação e crescimento, para K. coriacea, procedentes de Chapada dos Guimarães e, do Jardim Botânico de Brasília estão apresentados nos itens a seguir.

6.3.1 Chapada dos Guimarães-MT

O índice alelopático negativo ocorreu apenas utilizando o extrato do pericarpo do fruto seco (T6), indicando que esse extrato inibiu o crescimento e desenvolvimento das plântulas de alface, enquanto que, nos demais extratos o índice alelopático foi positivo, indicando estímulo e crescimento (Figura 23).

FIGURA 23. Índice alelopático de Kielmeyera coriacea procedente de Chapada dos Guimarães-MT: T1-folhas, T2-pericarpo do fruto verde, T3-sementes, T4-cortiça, T5-córtex, T6-pericarpo do fruto seco, T7-testemunha apenas água destilada.

Os efeitos alelopáticos podem ser observados tanto sobre a germinação quanto sobre o crescimento da plântula de alface com extratos de K. coriacea, apresentados na tabela 5. A porcentagem de germinação da alface variou entre 78 e 90% nos extratos de folhas, pericarpo do fruto verde, sementes e cortiça, com tempo médio de germinação de 4 dias, indicando germinação e crescimento adequado para a espécie. Os extratos produzidos com o pericarpo do fruto verde, sementes e da cortiça apresentaram ação estimulante do crescimento da parte aérea, variando de 90

2,20 a 2,60 cm de comprimento. Não sendo expressivo para o comprimento das raízes, que apresentou crescimento entre 1,18 a 1,43 cm da alface.

TABELA 5. Germinação e crescimento de plântulas de alface em extrato aquoso de diferentes órgãos de plantas de Kielmeyera coriacea procedentes de Chapada dos Guimarães-MT em 2018.

PG PPAN CPA CRA TMG IVG Procedência Extratos aquosos % cm dias Folhas 78,50 B 16,00 A 1,15 A 1,12 A 4,44 A 28,38 A Chapada Pericarpo do fruto verde 90,50 B 6,00 A 2,24 B 1,18 A 4,25 A 34,52 A dos Sementes 89,00 B 5,00 A 2,61 B 1,43 A 4,12 A 35,35 A Guimarães Cortiça 90,00 B 5,00 A 2,38 B 1,29 A 3,70 A 38,31 A MT Córtex 55,00 A 4,00 A 1,62 A 0,70 A 3,23 A 22,47 A Pericarpo do fruto seco 32,50 A 0,00 A 0,58 A 0,39 A 2,64 A 9,01 A Testemunha 54,00 A 5,00 A 1,27 A 0,97 A 3,37 A 20,71 A PG= porcentagem de germinação; PPAN= porcentagem de plântulas anormais; CPA= comprimento da parte aérea; CRA= comprimento da raiz; MSP=massa seca da plântula; TMG=tempo médio de germinação; IVG= índice de velocidade de germinação. Médias seguidas da mesma letra maiúscula na coluna não diferem entre si pelo teste Scott Knott.

Estudos de Ferreira e Aquila (2000) apontam que a germinação é menos sensível aos aleloquímicos do que o crescimento da plântula, pois as substâncias alelopáticas podem induzir o aparecimento de plântulas anormais, sendo a necrose da radícula um dos sintomas mais comuns. Para Oliveira Junior et al., (2001), a presença de anormalidade em raízes parece ser um bom indicativo de alelopatia, pois este órgão é mais sensível à ação alelopática que a parte aérea.

6.3.2 Jardim Botânico de Brasília

O índice alelopático negativo na germinação da alface ocorreu apenas ao utilizar o extrato do pericarpo do fruto verde (T2), indicando que esse extrato inibiu o crescimento e desenvolvimento dessas plântulas, enquanto que, as plântulas submetidas aos demais extratos, o efeito alelopático foi positivo, indicando estímulo (Figura 24). Ao serem submetidos aos extratos produzidos com folhas, pericarpo do fruto verde, seco, sementes, cortiça e córtex de K. coriacea, as plântulas de alface 91

apresentaram porcentagem de germinação entre 70 e 90 %, com tempo médio de germinação de 3 a 4 dias.

FIGURA 24. Índice alelopático de Kielmeyera coriacea procedente do Jardim Botânico de Brasília, em Brasília – DF. T1-folhas, T2-pericarpo do fruto verde, T3-sementes, T4-cortiça, T5-córtex, T6-pericarpo do fruto seco, T7-testemunha apenas água destilada.

Considerando o crescimento da parte aérea e da raiz da alface, observou-se que os efeitos dos compostos alelopáticos foram mais evidentes no crescimento da raiz, em relação à parte aérea. Nesse caso, as raízes apresentaram crescimento inferior a 1 cm, enquanto que o crescimento da parte aérea da plântula variou entre 1,9 e 2,8 cm (Tabela 6).

TABELA 6. Germinação e crescimento de plântulas de alface em extrato aquoso de diferentes órgãos da planta de Kielmeyera coriacea do Jardim Botânico de Brasília em Brasília-DF, 2018. PG PPAN CPA CRA TMG IVG Procedência Extrato aquoso % cm dias Folhas 90,0 A 4,5 A 2,11 A 0,75 A 4,0 A 37,98 A Jardim Pericarpo do fruto verde 78,0 A 4,5 A 2,36 A 0,73 A 3,31 A 29,81 A Botânico Sementes 85,0 A 14,5 B 2,81 A 1,06 A 3,57 A 40,71 A de Brasília Cortiça 88,5 A 11,5 B 2,36 A 0,73 A 3,59 A 37,52 A DF Córtex 92,0 A 5,5 B 2,1 A 0,93 A 3,64 A 39,25 A Pericarpo do fruto seco 92,0 A 4,0 A 2,2 A 0,97 A 4,04 A 38,52 A Testemunha 81,0 A 2,0 A 1,9 A 0,90 A 4,30 A 31,26 A PG= porcentagem de germinação; PPAN= porcentagem de plântulas anormais; CPA= comprimento da parte aérea; CRA= comprimento da radícula; MSP=massa seca da plântula; TMG=tempo médio de germinação; IVG= índice de velocidade de germinação. Médias seguidas da mesma letra maiúscula na coluna não diferem entre si pelo teste Scott Knott.

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A interferência no desenvolvimento radicular foi mencionada por Souza Filho et al., (2010), como um dos melhores indicadores para estudos de extratos de plantas com potencial alelopático.

6.4 Conclusões O índice alelopático negativo ocorreu apenas durante a utilização dos extratos produzidos com o pericarpo do fruto seco (T6) procedente de Chapada dos Guimarães e com o pericarpo do fruto verde (T2) procedente do Jardim Botânico de Brasília. Os extratos utilizados de folhas, sementes, cortiça e córtex, apresentaram potencial alelopático positivo e estimulante no crescimento e desenvolvimento de plântulas da alface nas duas procedências. Contudo, houve redução no crescimento da raiz, evidenciando sua sensibilidade a compostos alelopáticos produzidos por essas partes de K. coriacea.

6.5 Referências bibliográficas ABDELGALEIL, S. A. M; HASHINAGA, F. Allelopathic potential of two sesquiterpene lactones from Magnolia grandiflora L. Biochemical Systematics and Ecology, v. 35, n. 11, p. 737-742, 2007.

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7. CONSIDERAÇÕES FINAIS E SUGESTÕES

Os estudos apresentados nesse trabalho contribuíram para o conhecimento das espécies por meio de descrições biométricas, incidência de fungos em sementes, sintomas de deficiências nutricionais em mudas e utilização de extratos em diferentes órgãos da planta na ação alelopática. Todavia, estudos em áreas complementares devem ser intensificados, sobretudo no conhecimento silvicultural, agronômico e farmacológico. A silvicultura pode esclarecer aspectos da germinação de sementes, produção de madeira, cortiça e adaptação das espécies em plantios experimentais. Ao produzir mudas de qualidade em viveiros, melhora as condições nutricionais e reduzir o ataque e incidência de fungos. Essa produção pode contribuir no estimulo de produção e plantio comercial, além de, utilizar as mudas em áreas de reflorestamento ou recuperação para a conservação e preservação da espécie em habitat natural, e por fim, abandonar a exploração extrativista. Conhecer os efeitos alelopáticos de demais espécies pode contribuir na área agrícola em busca por defensivos agrícolas, no controle de plantas infestantes e na redução do uso de herbicidas sintéticos. Por outro lado, é possível utilizar os compostos aleloquímicos das plantas como fertilizantes naturais, capazes de estimular o crescimento e o desenvolvimento de espécies cultivadas como as hortaliças. Na farmacologia, os extratos podem ser utilizados para produção de novos medicamentos. Por fim, ressalta-se que há inúmeras espécies no Cerrado promissoras, com potencial para utilização comercial, como é o caso da K. coriacea e da K. grandiflora, sendo primordial estimular os estudos a respeito das mesmas.

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8. ANEXO